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《吉林大学》 2004年
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高聚物微流控芯片及固定化酶芯片的研究

田玉平  
【摘要】:21世纪被称为“生物工程的时代”和“高信息化时代”,科学技术将获得更加迅猛的发展。分析化学将处于广泛的、深刻的、激烈的巨大变革时期,不断向微型化、自动化、仿生化、信息化等方向发展,微流控芯片技术将成为其重要的发展方向。微流控芯片的目的是通过化学分析设备的微型化与集成化,最大限度的把分析实验室的功能集成到几平方厘米的芯片上。在蛋白质组学研究正成为基础科学的研究的前沿时代,微流控芯片在蛋白质组学中的应用将具有更深刻的意义。微流控芯片技术只需要很微量的蛋白质样品即可在芯片上实现在线酶解、分离、富集、检测。本论文通过紫外光照射的方法使聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片的微通道内壁产生自由基,从而将丙烯酸单体嫁接,再分别通过聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和介孔材料将酶固定在芯片微通道中,实现了蛋白质在PDMS微流控芯片上的酶解。这两种方法固定的酶都具有很高的活性和稳定性。该结果建立了芯片在线酶解的新技术平台。 在第三章中研究了PDMS微流控芯片的制作问题。由PDMS基片直接封装的微流控芯片在实验过程中很容易发生渗漏现象。通过氧等离子体处理PDMS基片使其表面产生活性基团-OH,两基片永久性的粘合从而制得PDMS微流控芯片,但是氧等离子体发生器的价格昂贵,反应的参数也很难控制,而且产生的自由基团很不稳定。本文利用自制的简单模具发展了一种制作一体化PDMS微流控芯片的新技术,避免了芯片在粘合过程中出现的问题。 第四章中研究了两种在一体化微流控芯片通道中固定化酶的方法。这两种方法首先都是通过紫外光处理PDMS使其表面产生自由基团,从而 WP=73 嫁接丙烯酸单体。第一种方法是通过PDDA将酶固定。PDDA是一种聚阳离子物质,在很宽的pH范围内都会电离生成季铵阳离子而带正电荷与丙烯酸单体层静电吸附,胰蛋白酶(trypsin)通过PDDA被固定在芯片的微通道中。第二种方法利用介孔材料的大量-OH将酶固定。蛋白质溶液以10 μL/s的速度流过PDMS微流控芯片已固定了trypsin的通道,收集酶解溶液用质谱、毛细管电泳方法检测。结果证明这两种方法固定的酶都具有很高的活性和稳定性。 本论文通过反射红外光谱分析检测到PDMS基片在经过丙烯酸处理后表面有很强的-COOH特征吸收峰,表征了丙烯酸单体嫁接到PDMS基片表面。通过扫描电镜测定、接触角测定、FITC标记等方法说明经过丙烯酸单体修饰后的基片可以分别通过聚阳离子物质PDDA和介孔材料将trypsin固定。 纯蛋白质溶液经过毛细管电泳分离检测只有一个峰,而通过芯片微通道后的溶液经过毛细管电泳分离检测,电泳谱图检测出许多小峰,这些小峰是蛋白质在芯片上酶解产生的小肽段。酶解溶液经过MALDI-TOF/TOF-MS检测,经 Mascot搜索,所得的序列覆盖率、匹配的肽段、蛋白得分都很高,与文献报道的溶液酶解方法得到的结果一致,也证实了本文报道的两种方法固定的酶都具有很高的活性。用PDDA方法固定有酶的PDMS微流控芯片在冰箱中放置12天后,蛋白质在芯片上酶解溶液的质谱检测结果与前一次测定结果没有差别,证明该方法固定的酶具有很高的稳定性。介孔材料由于具有较大的比表面积和孔体积,孔径均一且在纳米尺寸可调,形貌可以控制,表面容易官能团化等特点,显示出在生物大分子固定分离等方面将会具有很广泛的应用前景。本文通过检测各种介孔材料对酶的吸附量,选择了一种经过微波处理的介孔材料,并应用于PDMS微流控芯片固定化酶,蛋白质溶液在该芯片上酶解溶液经 WP=74 过质谱检测,结果证实介孔材料在微流控芯片固定化酶方面具有广阔的应用前景。 本论文的研究成果有: 1、利用自制的简单模具提出了一种制作一体化PDMS微流控芯片的新技术; 2、研究出两种在PDMS微流控芯片上固定胰蛋白酶的新方法,第一种方法是通过聚阳离子物质PDDA将酶固定,第二种方法是利用介孔材料将酶固定; 3、实现了蛋白质在PDMS微流控芯片上的酶解,建立了芯片在线酶解的新技术平台。 期望进一步的研究能够实现蛋白质等生物样品在芯片上的在线预处理、分离、酶解、检测等,从而为蛋白质组学的研究提供一种快速、高效、高通量、高灵敏度的技术平台。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O631

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【参考文献】
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1 方肇伦;微流控分析芯片发展与展望[J];大学化学;2001年02期
2 黄爽,徐韶瑛,张祥民;毛细管高效液相色谱-毛细管电泳二维分离接口的优化[J];分析化学;2000年12期
3 殷学锋,沈宏,方肇伦;制造玻璃微流控芯片的简易加工技术[J];分析化学;2003年01期
4 金亚,罗国安,汤扬华,周兆英;集成毛细管电泳芯片系统的制作、测试及应用[J];分析科学学报;2001年02期
5 柏正武,周宜开,任恕;一种新的酶载体的制备及其在脂肪酶固定化中的应用(英文)[J];分子催化;1999年02期
6 姜泓海,邹汉法,汪海林,倪坚毅,张强;复合纤维素膜固定化胰蛋白酶反应器及其应用于蛋白质酶解[J];高等学校化学学报;2000年05期
7 徐溢,EijkelJanC.T.,ManzA.;微型全化学分析系统及技术进展[J];高等学校化学学报;2000年07期
8 孟斐,陈恒武,方群,朱海霖,方肇伦;聚二甲基硅氧烷微流控芯片的紫外光照射表面处理研究[J];高等学校化学学报;2002年07期
9 郭忠,张清春,雷政登,孔亮,毛希琴,邹汉法;固定化酶纳升微反应器用于痕量蛋白质快速肽谱分析的研究[J];高等学校化学学报;2002年07期
10 高峰,赵建伟,张松,周峰,金婉,张祥民,杨原,赵东元;中孔分子筛SBA-15作为液相色谱固定相以及在巯基化合物分离中的应用[J];高等学校化学学报;2002年08期
【共引文献】
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1 敖琳;曾志雄;方志俊;胡冉;高利宏;杨梦苏;曹佳;;小鼠毒理基因芯片的设计和制作[J];癌变.畸变.突变;2006年02期
2 蒋炳炎;翟瞻宇;申瑞霞;邱庆军;;微流控芯片脱模缺陷分析及其脱模装置研究[J];工程塑料应用;2010年01期
3 李常峰;蒋炳炎;申瑞霞;侯文潭;;微流控芯片超声振动注射成型模具设计[J];工程塑料应用;2010年02期
4 董玲;;微流控合成简介及其研究进展[J];合肥师范学院学报;2009年03期
5 马原松;石毅;;生物芯片的研究现状与展望[J];安徽农业科学;2006年07期
6 徐金明;陶慧林;;化学发光法测定氨基酸新进展[J];氨基酸和生物资源;2007年04期
7 韩延东;刁全平;李铁纯;侯冬岩;;介孔二氧化硅合成方法的研究进展[J];鞍山师范学院学报;2007年06期
8 国石磊;刘泽文;秦健;田昊;司卫华;;微型PCR系统及其温控特性研究[J];半导体技术;2010年12期
9 马平,唐小萍,罗正全;生物芯片扫描仪弱信号检测方法[J];微纳电子技术;2002年07期
10 陈兴俊,胡松,姚汉民,刘业异;生物芯片扫描仪高速扫描台研究[J];微纳电子技术;2002年09期
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1 徐波;基于微流控芯片的二维电泳分离及蛋白质预富集研究[D];华中科技大学;2010年
2 许光辉;基于基因芯片技术的刺五加改善果蝇睡眠作用的机制研究[D];黑龙江中医药大学;2010年
3 朱立才;植物多酚的高速逆流色谱分离及特性研究[D];华南理工大学;2010年
4 刘冬梅;玻璃体切割术后并发性白内障发病机制的实验研究[D];山东中医药大学;2010年
5 张婷;微流控皮升级平移自发试样引入方法及其在高速毛细管电泳中的应用[D];浙江大学;2009年
6 潘建章;微型化吸收光度分析系统及其应用研究[D];浙江大学;2010年
7 马丹;温度敏感性PNIPAAm-g-PDMS智能表面的制备、性能研究及在细胞培养中的应用[D];浙江大学;2010年
8 徐春秀;微流控芯片动态胞吞和高通量单细胞分析的研究[D];浙江大学;2011年
9 胡宁;高通量细胞电融合芯片及实验研究[D];重庆大学;2010年
10 姚华;砷作用的远期效应及其分子遗传机制的研究[D];新疆医科大学;2001年
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1 马天保,林德宽;以透明模研究塑料注射充模流变——喷射充模流动与熔接痕的观测[J];工程塑料应用;1983年02期
2 袁西霞;岳建华;赵贤任;;MATLAB在中值滤波改进算法中的应用[J];广东工业大学学报;2007年01期
3 周小棉,戴忠鹏,罗勇,刘大渔,王辉,毛秀丽,林炳承;注塑型聚甲基丙烯酸甲酯多通道微流控芯片的研制及其性能考察[J];高等学校化学学报;2005年01期
4 程功善,张赋升,马天保,林德宽;塑料注射充模流变过程的高速摄影研究[J];高速摄影与光子学;1987年03期
5 卫保国;;一种改进的自适应中值滤波方法[J];计算机应用;2008年07期
6 艾方;可视化吹塑成形及模拟[J];模具技术;1997年01期
7 谢鹏程,杨卫民;注射充模过程可视化实验装置的研制[J];塑料;2004年02期
8 祝斌;半导体封装中的可视化技术[J];微电子技术;1999年03期
9 方肇伦,方群;微流控芯片发展与展望[J];现代科学仪器;2001年04期
10 杨卫民,谢鹏程,杨高品;注射成型多模腔充填不平衡现象的产生机理(Ⅰ)——模具流道系统中熔体流动行为的研究[J];中国塑料;2004年11期
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1 刘伟;化学发光微流动注射分析芯片的研究[D];西南大学;2007年
【二级参考文献】
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1 ;《大学化学》第五卷(1-6期)总目录[J];大学化学;1990年06期
2 方肇伦;微流控分析芯片发展与展望[J];大学化学;2001年02期
3 李正平,章竹君,万秀琴;高效液相色谱化学发光检测法测定氨基酸[J];分析化学;1995年07期
4 张祥民,柳臻,姚健,黄爽;毛细管电泳泡状检测池的制备及性能考察[J];分析化学;1999年04期
5 汤扬华,叶雄英,周兆英,金亚,冯焱颍;电泳芯片的制作及其进样与分离[J];分析化学;2001年05期
6 金亚,罗国安,汤扬华,周兆英;集成毛细管电泳芯片系统的制作、测试及应用[J];分析科学学报;2001年02期
7 刘立建,杨平,卓仁禧;α-胰凝乳蛋白酶的固定化及其对DL-苯丙氨酸的光学拆分[J];高等学校化学学报;1997年08期
8 孙锦玉,赵东元;“面包圈”状高有序度大孔径介孔分子筛SBA-15的合成[J];高等学校化学学报;2000年01期
9 姜泓海,邹汉法,汪海林,倪坚毅,张强;复合纤维素膜固定化胰蛋白酶反应器及其应用于蛋白质酶解[J];高等学校化学学报;2000年05期
10 徐溢,EijkelJanC.T.,ManzA.;微型全化学分析系统及技术进展[J];高等学校化学学报;2000年07期
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2 刘嘉俊;李汴生;;固定化木瓜蛋白酶的研究进展[J];食品工程;2011年02期
3 吴巨贤;石晓艳;黄和;王小明;卓颖斯;韩锐;;固定化酶技术在食品中的主要应用[J];中国食品工业;2010年02期
4 徐磊;;PDMS三维软件在选煤厂设计中的二次开发及应用[J];洁净煤技术;2011年03期
5 王刚强;王维香;赵金梅;;海藻酸钠固定化胰蛋白酶的研究[J];西华大学学报(自然科学版);2011年04期
6 杨寅;史光明;黄雅钦;;明胶多孔支架固定化过氧化氢酶[J];明胶科学与技术;2011年02期
7 龚仁敏;代苗苗;何所惧;杜艳;;固定化酶生产生物柴油的现状及展望[J];化工进展;2011年08期
8 王春凤;周国伟;王熙梁;;聚乙二醇模板剂制备介孔材料的研究进展[J];材料导报;2011年11期
9 徐庚;黄太安;高凤龙;蒋小华;孙甜甜;张小钢;高起越;宋健;黄德家;;利用PDMS软件三维设计平台进行配管加工设计新方法探讨[J];化工设备与管道;2011年02期
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2 彭洪根;薛屏;;功能化介孔分子筛用于固定化青霉素酰化酶[A];第14次全国分子筛学术年会论文集——微孔介孔材料科学及在新能源与节能、减排中的应用[C];2008年
3 李艳敬;李长军;张顺;周国伟;;不同形貌介孔材料中生物酶的固定化研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
4 赵广宇;黄金莉;刁剑雄;孙野;孙英;;SBA-15介孔材料在生物酶固定化中的应用进展[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
5 何静;马辉;段雪;;纳米生物反应器固定化酶[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年
6 蒋文娟;韩杰;郭荣;;活性分子修饰SBA-15型介孔材料负载Pt纳米粒子的合成及表征[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
7 胡军;金云霞;赵会玲;荆长勇;刘洪来;;介孔材料有序结构递变的有效调控方法——短链醇的作用[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
8 关亚风;吴大朋;;表面功能化修饰介孔材料的制备及其在多肽萃取中的应用[A];第六届海峡两岸分析化学会议摘要论文集[C];2010年
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1 记者 江世亮;我介孔材料合成研究达国际领先水平[N];文汇报;2003年
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3 记者 周建人;新型无机抗菌剂研发成功[N];中国建材报;2006年
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5 记者 宋赜;抗菌剂让建材杀菌[N];中国建设报;2006年
6 记者 潘杰;化学建材健康卫生难题破解[N];中国化工报;2006年
7 付颖;无机抗菌破解建材健康卫生难题[N];中华建筑报;2006年
8 许霞 胥颖;金隅技术中心无机抗菌剂产品获良好应用[N];中国建材报;2006年
9 通讯员 陈晓霞 郑克胜;漳平注重提升“6·18”活动成效[N];闽西日报;2010年
10 许霞胥 颖文英;金隅无机抗菌剂获“建材科技奖”[N];中国建设报;2006年
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4 刘福建;高温水热,溶剂热法合成稳定多功能化的介孔材料[D];吉林大学;2011年
5 孙印勇;具有强酸性介孔材料的合成与表征[D];吉林大学;2004年
6 刘森;多孔氧化硅材料的合成、表征及性能研究[D];吉林大学;2010年
7 吴小伟;非手性表面活性剂结构导向法合成螺旋介孔材料及其机理研究[D];上海交通大学;2007年
8 汤琦;硅水凝胶互穿网络材料的制备与性能研究[D];东华大学;2010年
9 邵艳秋;酸碱双功能介孔材料的合成研究[D];吉林大学;2009年
10 杨海峰;片状介孔材料的制备及其在纳米结构模板合成中的应用[D];复旦大学;2004年
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1 田玉平;高聚物微流控芯片及固定化酶芯片的研究[D];吉林大学;2004年
2 陈静;介孔材料固定酶的性质和稳定性研究[D];吉林大学;2005年
3 郑旭翰;漆酶在介孔材料上的固定化及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 邹泽昌;氧化硅介孔泡沫材料的制备及其木瓜蛋白酶固定化[D];北京工业大学;2009年
5 孙伟杰;介孔分子筛的制备及对木瓜蛋白酶固定化研究[D];辽宁师范大学;2010年
6 田锐;介孔材料MCM-41的合成及其在固相微萃取中的应用[D];西北师范大学;2005年
7 梁晓慧;功能化介孔材料的吸附性能及催化性能[D];上海师范大学;2011年
8 周周;热稳定介孔磷酸铝的合成与表征[D];吉林大学;2005年
9 何天稀;毛细管区带电泳手性拆分和介孔材料的合成与应用初步研究[D];西北师范大学;2003年
10 刘红霞;层状材料——水滑石固定化酶的研究[D];北京化工大学;2002年
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