纸基分析装置上的无载体两性电解质等电聚焦及基于干膜的微流控芯片快速制备

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微全分析系统具有试样消耗少、分析灵敏度高、分析时间短及易于集成等优点,在化学、生物、物理及电子科学领域得到了广泛应用。纸基分析装置于2007年被引入到微流控分析领域,因其操作简单、价格低廉而备受关注。电泳是最为常用的分离方法之一,通常在封闭的流体通道内进行,不利于分离组分的回收和后续联用分析。而纸芯片为开放的流体通道,操作简单且便于回收进行后续分析,在即时检测领域具有较大的应用潜力。第一章首先介绍了等电聚焦的原理及形成pH梯度的类型。然后简要概述了微流控芯片的基底材料及其性能。最后对硅、石英及玻璃芯片的制作技术、高分子聚合物芯片及纸芯片的制作技术做了简要综述。第二章提出了基于纸基的无载体两性电解质等电聚焦分离蛋白的方法。经优化采用玻璃纤维膜作为纸基通道,将0.2%(m/v)羟乙基纤维素加入阳极溶液中对电渗流进行有效抑制,选取用阳极液预润湿纸通道以及将样品加载至阴极储液池内的操作方式。用带颜色的模型蛋白(牛血红蛋白)可视化地展示了等电聚焦过程,用藻蓝蛋白和牛血红蛋白混合物展示了同时聚焦和分离性能,并对纸基通道上形成的pH梯度进行了表征及调控。将纸通道上的分离组分直接裁剪回收和进行了 SDS-PAGE及MALDI-TOF-MS表征。以乐氏生理盐水为基质配制了牛血红蛋白样品,实现了高盐介质蛋白的聚焦分析。第三章提出了以干膜为感光材料利用光刻和模塑法制备微流控芯片。首先对芯片的基底材料、干膜的封合方式等条件进行了优化。选择聚合物PMMA为基底材料,采取塑封机封合方式得到了较好的效果,并用显微成像对芯片的通道结构进行了表征。最后,用荧光素的激光诱导荧光检测和无机小离子的接触电导检测验证了所制备芯片的实用性。本文建立的基于纸基的无载体两性电解质IEF方法具有快速价廉和与质谱兼容性较好的特点。基于干膜的微加工方法为在无超净间条件下的微流控芯片快速制备提供了途径。
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