微流控皮升級(jí)平移自發(fā)試樣引入方法及其在調(diào)整毛細(xì)管電泳中的應(yīng)用.pdf

1、常規(guī)毛細(xì)管電泳(Capillary electrophoresis， CE)系統(tǒng)，通常使用20-100cm長(zhǎng)的石英毛細(xì)管作為分離通道，分離場(chǎng)強(qiáng)一般小于500V/cm，進(jìn)樣體積為1-10nL。在小于30min的分析時(shí)間內(nèi)，可以獲得數(shù)十至數(shù)百萬(wàn)塔板數(shù)的高分離效率。上世紀(jì)90年代出現(xiàn)了高速毛細(xì)管電泳(High-speed capillary electrophoresis,HSCE)，通過(guò)縮短分離長(zhǎng)度(＜15cm)和增大分離場(chǎng)強(qiáng)(＞500V/

2、cm)，可實(shí)現(xiàn)高速(＜100s)、高效(塔板高度＜1μm)的電泳分離。在HSCE系統(tǒng)中，為了提高分離速度，分離長(zhǎng)度減小至數(shù)厘米，因此，形成一段小于100μm的狹窄的初始試樣區(qū)帶（體積為皮升級(jí)），對(duì)于獲得高分離效率是至關(guān)重要的。試樣引入方法成為HSCE研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前文獻(xiàn)報(bào)道的HSCE系統(tǒng)中，試樣引入方法主要有光門(mén)進(jìn)樣、流通門(mén)進(jìn)樣和微流控芯片進(jìn)樣。
　　 本文通過(guò)將自發(fā)進(jìn)樣技術(shù)與基于短毛細(xì)管和缺口管陣列的CE系統(tǒng)相結(jié)合，建立

3、了一種微流控皮升級(jí)試樣引入方法。通過(guò)對(duì)試樣溶液從毛細(xì)管進(jìn)樣端脫離過(guò)程（即附著在進(jìn)樣端的試樣液滴形成過(guò)程）中多種影響因素的研究，首次觀察到自發(fā)進(jìn)樣過(guò)程中毛細(xì)管進(jìn)樣端的試樣液滴分裂現(xiàn)象，并發(fā)展出一種基于該現(xiàn)象的平移自發(fā)進(jìn)樣方法，可以將進(jìn)樣量減小至低于100pL。將平移自發(fā)進(jìn)樣方法應(yīng)用于HSCE分析，建立了一種通用型的HSCE系統(tǒng)。HSCE系統(tǒng)由短毛細(xì)管和自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)組成，自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)由試樣池-緩沖液池陣列和電控平移臺(tái)組成。進(jìn)樣時(shí)，保持毛細(xì)管

4、靜止不動(dòng)，電控平移臺(tái)水平移動(dòng)，使毛細(xì)管進(jìn)樣端浸入試樣池中的試樣溶液內(nèi)。然后電移臺(tái)反方向移動(dòng)，使試樣溶液脫離毛細(xì)管進(jìn)樣端，有一滴試樣溶液附著在毛細(xì)管進(jìn)樣端的端面上，并在表面張力作用下自發(fā)地迅速進(jìn)入毛細(xì)管內(nèi)，完成試樣引入。電移臺(tái)繼續(xù)移動(dòng)，使毛細(xì)管進(jìn)樣端浸入緩沖液池中的緩沖溶液內(nèi)。在緩沖液池和廢液池之間施加電壓，進(jìn)行電泳分離。將該系統(tǒng)應(yīng)用于異硫氰酸熒光素(Fluorescein5-isothiocyanate, FITC)標(biāo)記的氨基酸試樣的電

5、泳分離。采用毛細(xì)管區(qū)帶電泳（Capillaryzone electrophoresis, CZE)模式，有效分離長(zhǎng)度為15mm時(shí)，在5.4s內(nèi)完成了5種氨基酸的基線(xiàn)分離，分離效率高達(dá)0.40μm塔板高度。考察系統(tǒng)的穩(wěn)定性，51次連續(xù)測(cè)定，各個(gè)電泳峰峰高的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（Relative standard deviation, RSD）在1.2％至3.7％之間。當(dāng)分離長(zhǎng)度延長(zhǎng)至50mm時(shí)，在21s內(nèi)實(shí)現(xiàn)了8種氨基酸的高速高效分離，各個(gè)電泳峰

6、的塔板數(shù)在163,000至251,000之間，相應(yīng)的塔板高度為0.31-0.20μm。該HSCE系統(tǒng)的分離速度和分離效率等性能，已經(jīng)達(dá)到甚至優(yōu)于芯片HSCE系統(tǒng)。
　　 在后續(xù)工作中，將皮升級(jí)平移自發(fā)進(jìn)樣方法以及基于該方法的HSCE系統(tǒng)，應(yīng)用于膠束電動(dòng)色譜（Micellar electrokinetic chromatography, MEKC）模式的氨基酸手性分離。采用β-環(huán)糊精(β-cyclodextrin,β-CD)和?；?/p>