微流控二維電泳芯片切換接口設(shè)計及系統(tǒng)測試研究.pdf

1、以微流控芯片上集成微管道網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的二維芯片電泳分離分析系統(tǒng)為復(fù)雜樣品體系的高效分離分析提供了一個有發(fā)展前景的技術(shù)平臺。二維切換接口設(shè)計是微流控二維芯片電泳技術(shù)發(fā)展的瓶頸。本文在全面綜述國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，對二維電泳芯片切換接口的類型進(jìn)行了分類，總結(jié)了分離模式選取的原則，重點研究了膠束電動色譜（Micellar electrokinetic chromatography，MEKC）模式與毛細(xì)管區(qū)帶電泳（Capillaryzone elec

2、trophoresis，CZE）模式相耦聯(lián)的微流控二維電泳芯片切換接口設(shè)計。課題對芯片上多維分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義，同時能為開發(fā)新型微全分析系統(tǒng)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
　　本文采用玻璃材質(zhì)電泳芯片，考察了芯片的伏安曲線、電滲流等電學(xué)特性；分別采用一維膠束電動色譜和毛細(xì)管區(qū)帶電泳模式對熒光標(biāo)記混合氨基酸樣品體系進(jìn)行芯片電泳分離分析，優(yōu)化了緩沖條件、進(jìn)樣場強、分離場強等芯片電泳操作參數(shù)。由此提出了膠束電動色譜模式為第一維，

3、毛細(xì)管區(qū)帶電泳模式為第二維，以基于時間順序的雙T切換接口實現(xiàn)二維耦聯(lián)的微流控二維電泳芯片結(jié)構(gòu)，完成了微流控二維芯片電泳分離分析系統(tǒng)的構(gòu)建。
　　首先對精氨酸單樣品進(jìn)行二維分析，考察精氨酸樣品在一維管道中分段遷移的情況，并成功將第一維分離管道中的樣品進(jìn)樣到第二維分離管道，優(yōu)化出第二維分離的啟動時間為55s，進(jìn)樣時間為5s。然后，將MEKC在線推掃富集技術(shù)引入二維芯片電泳系統(tǒng)中，在第一維MEKC模式中實現(xiàn)了樣品的高效富集，對賴氨酸及苯

4、丙氨酸的富集倍數(shù)分別達(dá)到了150倍和900倍左右，并將富集后的樣品引入二維分離通道，每個氨基酸樣品峰被分成2-3次進(jìn)樣到第二維，實現(xiàn)了二維分離檢測。最后，采用該二維芯片電泳系統(tǒng)完成了對精氨酸、賴氨酸等5種氨基酸樣品混合物的二維分離分析，每個樣品峰被分成2-3次進(jìn)樣到第二維分離管道進(jìn)行二維分離。通過建立數(shù)學(xué)模型，計算得到 MEKC模式與 CZE模式之間的正交性為56.0％，表明兩種分離模式之間具有良好的正交性。
　　研究表明本文設(shè)計