微流控芯片的表面改性研究及其在生物分離分析中的應(yīng)用.pdf

1、微流控芯片結(jié)合了生物技術(shù)微電子、微機(jī)械等技術(shù)，把實(shí)驗(yàn)室中許多儀器的功能縮小到郵票或信用卡大小的芯片上來處理，從而在微型化的基礎(chǔ)上成十倍百倍地大幅度提高檢測效率，降低檢測成本。微漢控芯片可應(yīng)用于全部(生物)化學(xué)分析領(lǐng)域，且其產(chǎn)業(yè)化程度尚處于起步階段，因此有著更為廣泛的適應(yīng)性應(yīng)用前景及發(fā)展空間微流控芯片的制作材料也從傳統(tǒng)的玻璃或者硅材料轉(zhuǎn)到高分子聚合材料，大大地節(jié)約了成本，但是在聚合物材料應(yīng)用過程中存在一些問題眾多研究結(jié)果表明，對高分子材料

2、表面進(jìn)行修飾改性可以改善它的性質(zhì)，使聚合物材料芯片更有利于用于實(shí)際生物樣品分析本論文以聚合物材料聚甲基丙烯酸甲酯制備的微流控分析芯片為研究對象，設(shè)計(jì)新穎的修飾方法對其進(jìn)行表面改性，進(jìn)行了一系列表征實(shí)驗(yàn)和生物分子檢測研究，探討了芯片分析手段應(yīng)用于生物分子的分離分析的可能性，旨在能為生物分析提供了一個(gè)很有潛力的檢測和科研平臺(tái)全文包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容： 一．概述了微流控分析技術(shù)及其在生物分析中的應(yīng)用 本部分首先概述了微流控分析

3、技術(shù)的一些發(fā)展情況，然后針對微流控分析芯片研究的一些相關(guān)內(nèi)容，比如微流控芯片的制作材料加工方法進(jìn)樣技術(shù)，常用的芯片分離分析技術(shù)和檢測技術(shù)方面做了簡略的介紹，在此基礎(chǔ)上對微流控分析技術(shù)應(yīng)用于生物分析做了一些科學(xué)展望，同時(shí)指出微流控芯片應(yīng)用于生物分析研究面臨的問題，最后討論了本論文工作的目的和意義。 二．聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片蛋白質(zhì)固定相制備及手性分離分析研究 本部分引言部分對蛋白質(zhì)組學(xué)和生物分析研究中常用的分離分析方法

4、和最新技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行了簡單介紹，并針對芯片應(yīng)用于生物分析存在的問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案本部分研究工作主要按照如下步驟展開，以高分子聚合物——聚甲基丙烯酸甲酯微流控分析芯片作為主要對象，成功地在芯片微通道內(nèi)生物識(shí)別分子的有效固定，并將該方法構(gòu)建的具有蛋白質(zhì)手性固定相的微流控芯片應(yīng)用于氨基酸生物小分子的分離分析具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分： (1)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片通道表面改性研究 通過高分子無規(guī)共聚反應(yīng)合成了(甲基丙

5、烯酸丁酯)x-(γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷)y[(BMA)x-(MAOPTAS)y]，首先使PMMA材料表面硅烷化，成功地在憎水且化學(xué)惰性的聚合物表面引入活性基團(tuán)，為后續(xù)的生物識(shí)別分子固定研究提供了廣泛的可能性PMMA微流控芯片采用熱壓法制作，通道內(nèi)壁表面經(jīng)過化學(xué)改性方法引入的硅烷化活性基團(tuán)與溶膠．凝膠之間可進(jìn)行縮合反應(yīng)，在縮合過程中可實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)等生物分子在芯片微通道內(nèi)的固定 (2)聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片在手性分

6、離分析中的應(yīng)用 采用上述固定方法，用A1203溶膠．凝膠將具有手性識(shí)別作用的蛋白質(zhì)——牛血清白蛋白固定于PMMA芯片微通道內(nèi)，制備了蛋白質(zhì)類手性固定相，并用于對映異構(gòu)體的手性拆分—系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與常規(guī)方法相比，該方法具有分離速度快，分離效率高等特點(diǎn)，并很好地解決了生物分子在分離分析過程中的非特異性吸附問題 三．聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片表面抗吸附的研究及其簡單應(yīng)用 本部分引言部分簡述了一些生物相容性良好的材料

7、并對其用于生物芯片通道性質(zhì)改性的研究進(jìn)展情況進(jìn)行了一些概述本部分實(shí)驗(yàn)部分利用共聚物材料(均含有生物相容性良好的單體)對PMMA基材表面進(jìn)行改性研究，通過甲基丙烯酸丁酯與聚乙二醇單甲基丙烯酸酯形成的共聚物(BMA)m-(PEGMA)n，以及甲基丙烯酸丁酯與異丁烯酰基丙烯?；姿崮憠A形成的共聚物(BMA)m-(MPC)n來對PMMA高聚物材料微通道內(nèi)壁進(jìn)行修飾，通過一系列表征實(shí)驗(yàn)表明，在憎水的易吸附且化學(xué)惰性的PMMA聚合物通道壁成功構(gòu)建了