芯片毛细管电泳负压进样及样品堆积的研究

论文摘要

芯片毛细管电泳（chip-based CE）技术是微全分析系统的一个重要研究领域,为了满足实际样品分析的要求,快速无歧视进样和在线样品预富集技术受到了广泛关注。本文首次提出了芯片毛细管电泳负压进样法,并讨论了其在芯片毛细管电泳在线样品电聚焦富集和高通量分析中的应用。 第一章综述了芯片毛细管电泳的进样技术和在线样品电聚焦富集技术,其中包括电动力进样,压力进样,场增强样品堆积,等速电泳和扫集（Sweeping）。 第二章首次提出了一种通过柱塞泵产生的负压结合电渗流及液压的无歧视芯片毛细管电泳负压进样法。该方法只需一个柱塞泵（含三通阀）,一个高压电源,在3秒内便可把皮升级样品定量注入分离通道,样品的泄漏通过调节四个储液池的液面高度产生液压差控制,整个分析过程无需电压切换。以6.0×10-7mol/L罗丹明123（Rh123）和4.0×10-7mol/L荧光素钠（Flu）为样品考察了负压夹流进样的重现性,Rh123和Flu迁移时间的相对标准偏差（RSD）分别是3.3和1.5%（n=56）。实验结果表明,负压夹流进样法是一种比传统的电动夹流进样法更有效的无歧视效应的进样方法,进样时间只需3秒,单次测量的耗样量仅为70nL。 第三章首次提出了六通道芯片结合负压大体积进样进行芯片毛细管电泳场增强样品堆积的方法,该法能够在5秒钟内迅速形成长1mm构型稳定、无歧视效应的低电导样品塞,只需一个柱塞泵和一个不需控制的高压电源,便可实现进样、堆积和电泳分离,显著简化了芯片毛细管电泳场增强样品堆积的操作步骤。以配制在低电导溶液中FITC标记的丙氨酸（Ala）和缬氨酸（Val）为样品,富集倍数分别为63和103倍。通过选择合适的电泳缓冲液和样品溶液还可能用此方法进行芯片上等速电泳和扫集（Sweeping）测定。 在第四章中,我们采用微型真空泵替代柱塞泵,以三通电磁阀替代由步进电机驱动的三通阀,设计了一种无需计算机控制,操作更方便、负压稳定可控、效率更高的负压进样装置,而且硬件成本仅为原负压进样装置的十分之一。将此装置与取样探针和缺口型试样管阵列试样引入系统联用,实现了芯片毛细管电泳

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 芯片毛细管电泳的进样技术
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 电动进样
• 1.1.2.1 简单电动进样
• 1.1.2.2 电动夹流进样
• 1.1.2.3 电动门式进样
• 1.1.2.4 动态进样
• 1.1.2.5 光门进样
• 1.1.3 压力进样
• 1.1.3.1 压力定时进样
• 1.1.3.2 压力定容进样
• 1.2 芯片毛细管电泳在线样品电聚焦富集技术
• 1.2.1 引言
• 1.2.2 场增强样品堆积
• 1.2.3 等速电泳
• 1.2.4 扫集（Sweeping）
• 1.3 小结
• 1.4 参考文献
• 第二章 芯片毛细管电泳负压夹流进样研究
• 2.1 引言
• 2.2.实验部分
• 2.2.1 仪器装置
• 2.2.2 实验材料与试剂
• 2.2.3 玻璃芯片的制作
• 2.2.4 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 设计思路
• 2.3.2 电场强度对负压夹流进样的影响
• 2.3.3 液压差对电泳分离的影响
• 2.3.4 负压进样的性能
• 2.4 小结
• 2.5 参考文献
• 第三章 负压进样用于芯片毛细管电泳场增强样品堆积的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器装置
• 3.2.2 实验试剂
• 3.2.3 玻璃芯片的制作
• 3.2.4 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 芯片设计
• 3.3.2 芯片上的场增强样品堆积
• 3.3.3 氨基酸的堆积和分离
• 3.4 小结
• 3.5 参考文献
• 第四章 用负压进样方法提高芯片毛细管电泳采样频率的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器装置
• 4.2.2 实验试剂
• 4.2.3 侧打玻璃芯片的制作
• 4.2.4 缺口型试样管阵列
• 4.2.5 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 设计思路
• 4.3.2 负压对十字芯片夹流形状的影响
• 4.3.3 十字芯片上快速负压进样和分离
• 4.3.4 负压快速进样电泳分离的性能
• 4.4 小结
• 4.5 参考文献
• 第五章 三层玻璃阵列芯片的制作及多样品同时引入的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 仪器装置
• 5.2.2 实验试剂
• 5.2.3 三层八通道玻璃阵列芯片的制作
• 5.2.4 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 设计思路
• 5.3.2 简单进样装置与三层玻璃阵列芯片的联用
• 5.4 小结
• 5.5 参考文献
• 附录
• 致谢
• 独创性声明
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