基于电喷雾质谱检测的多功能微流控快速分析系统

论文摘要

近年来,随着微流控芯片分析系统的迅速发展,微流控芯片-电喷雾质谱联用技术逐渐成熟。其系统不仅可以用于微量生物样品的直接质谱检测,而且可以通过设计微功能单元,实现微混合、微萃取、微分离等复杂的样品处理操作,并成功地应用于蛋白质组分析和生物学研究等领域中。但是,当前可用于高通量分析的芯片-电喷雾质谱联用系统发展较为薄弱,其装置往往较为复杂。另一方面,微流控液滴系统作为微流控系统的新兴重要分支急需大信息量的检测技术,但目前微流控液滴-电喷雾质谱联用技术的研究还刚刚起步。在第一章中,综述了微流控芯片-电喷雾质谱联用技术的原理和发展现状。系统地介绍了电喷雾质谱的结构、微流控电喷雾质谱试样引入系统的设计原理与发展现状和微流控液滴-电喷雾质谱联用技术的发展现状。在第二章中,建立了一种基于电喷雾毛细管喷针和缺口管阵列的高通量电喷雾质谱分析系统。系统采用电动无阀流动注射进样方式,通过将毛细管喷针扫过不同的缺口管内实现多样品的高通量顺序引入。该方法具有快速、简单和重现性好的优点,可达到600样/小时的分析速度。在第三章中,提出了一种基于半封闭液滴阵列系统的液滴-电喷雾质谱脱线联用方式,建立了多功能的微流控液滴-电喷雾质谱分析系统,可完成液滴的生成、多步样品前处理和多样品的质谱检测等操作。利用马肌红蛋白和细胞色素C为样品,考察了系统的分析性能。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 基于微流控芯片的电喷雾质谱试样引入系统
• 1.1 引言
• 1.2 电喷雾质谱结构及试样引入原理
• 1.2.1 质谱的结构
• 1.2.2 电喷雾原理以及电喷雾离子源的结构
• 1.3 基于微流控芯片的电喷雾质谱试样引入系统
• 1.3.1 设计原理
• 1.3.1.1 加工材料的选择
• 1.3.1.2 电喷雾喷针的制作
• 1.3.1.3 电极系统
• 1.3.2 功能化微流控芯片-电喷雾质谱分析系统及其应用
• 1.3.2.1 集成微反应器的芯片-电喷雾质谱分析系统
• 1.3.2.2 集成固相微萃取功能的芯片-电喷雾质谱分析系统
• 1.3.2.3 集成色谱分离功能的芯片-电喷雾质谱分析系统
• 1.3.2.4 用于高通量筛选的芯片-电喷雾质谱分析系统
• 1.3.3 基于液滴的微流控芯片-电喷雾质谱分析系统及其应用
• 1.4 硕士论文选题意义
• 1.5 参考文献
• 第二章 基于缺口管阵列的高通量微流控电喷雾质谱分析系统的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂和材料
• 2.2.2 实验装置
• 2.2.2.1 毛细管电喷雾喷针的加工和疏水化处理
• 2.2.2.2 进样系统的加工
• 2.2.2.3 质谱实验和操作步骤
• 2.2.2.4 安全注意
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 系统设计思想
• 2.3.2 电喷雾喷针的优化
• 2.3.2.1 电喷雾喷针内径和喷雾电压的优化
• 2.3.2.2 电喷雾毛细管长度的优化
• 2.3.3 分析性能测试
• 2.4 小结
• 2.5 参考文献
• 第三章 微流控液滴阵列芯片-电喷雾质谱分析系统的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂和材料
• 3.2.2 实验装置
• 3.2.2.1 半封闭液滴阵列芯片的加工
• 3.2.2.2 电喷雾喷针的加工和疏水化处理
• 3.2.2.3 质谱仪
• 3.2.2.4 操作步骤
• 3.2.2.5 蛋白质样品前处理
• 3.2.2.6 安全注意事项
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 系统设计思想
• 3.3.2 液滴阵列-电喷雾质谱联用系统
• 3.3.3 复杂的蛋白质样品前处理
• 3.3.4 基于电喷雾质谱的多样品分析
• 3.4 小结
• 3.5 参考文献
• 作者简介
• 硕士期间科研成果