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《复旦大学》 2006年
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微分离分析新方法研究

杨秀晗  
【摘要】: 分析体系的微型化是现代分析化学发展的一个重要方向。为了提高分析的灵敏度和通量,满足现场实时分析的需要,降低分析成本和样品消耗量,发展微量化、集成化的分析方法已成为当前研究的前沿领域。微流控芯片技术是上世纪九十年代初发展起来的一门新兴技术,因其具有样品消耗小、分析速度快、易实现阵列化和集成化的优点而吸引了研究者的广泛关注,成为微型化分析领域中的研究热点。本论文的研究目的,一是要拓展基于微流控电泳芯片的新分离方法,二是要为实现微流控集成化分析提供基础。围绕这两个目的,本论文主要进行了基于微流控芯片电泳的多维分离方法研究和基于毛细管的样品预处理、分离和检测集成化分析方法研究,全文共分五章,主要内容如下: 第一章为文献综述,详细介绍了微分析技术的现状和发展趋势。从微通道分离、检测和样品预处理等方面展开综述,介绍了毛细管液相色谱和毛细管电泳两大微分离手段以及微通道多维分离方法,概述了能够用于微通道检测的激光诱导荧光(LIF)、电化学和质谱(MS)等多种检测技术,总结了微通道中的样品纯化、富集和衍生等预处理方法。最后,阐述了本论文的研究背景和选题意义。 第二章首次建立了毛细管液相色谱和微流控芯片电泳联用的新型二维分离系统。多维分离是增强分离体系峰容量的强有力手段,本研究的创新之处,就是将微流控芯片电泳应用到液相色谱和电泳联用的二维分离模式中,既发挥了毛细管液相色谱和芯片电泳各自的分离优势,又解决了接口制作的难题。通过芯片上的小孔,第一维的液相色谱毛细管柱可以直接与芯片相连,第一维的分离产物连续进入芯片,依靠芯片上的交叉通道和电压切换实现第二维的进样。该系统结合了毛细管液相色谱高效分离的优点和微流控芯片电泳快速分离的特性,巧妙地利用了微流控芯片的交叉通道和电控进样方式,具有接口制作简单、死体积小、操作便利、峰容量高的优点。本章详细描述了该二维系统的构建方法,对两维连接的实验参数进行了考察,获得了蛋白质酶解产物的全二维分离谱图。 第三章发展了针对兴奋剂的毛细管电泳分离-激光诱导荧光检测(LIF)方法。兴奋剂的检测是微流控芯片分析技术的重要应用领域。在兴奋剂问题日益突出的今天,发展快速、微型化、自动化的兴奋剂检测新方法具有重要意义。在微流控芯片上实现尿样中兴奋剂的样品预处理、分离和检测集成化分析,将为实现兴奋剂的高通量和高灵敏度检测提供新的途径。毛细管具有与芯片微通道相近的内径尺寸,因此,基于毛细管的兴奋剂分析方法是通往芯片集成化分析的桥梁和必经之路。本研究的创新之处,就是针对将来芯片上的检测要求,发展了高灵敏度的LIF直接检测法和间接检测法,为芯片微通道里的刺激剂和利尿剂检测提供了依据。在本章中,首先建立了LIF直接检测的一般方法,构建了包括自动进样器、分离毛细管和LIF检测器的电泳分离/检测体系,在此基础上,建立了针对麻黄碱类刺激剂的直接LIF检测方法。以荧光素异硫氰酸酯(FITC)为荧光衍生试剂,研究了麻黄碱、庚胺醇、去甲基伪麻黄碱等刺激剂的荧光衍生条件和毛细管电泳分离条件。由于直接检测法对样品结构有一定要求,在寻求不到合适的衍生试剂时,间接检测法作为一种通用检测方法显示出了其优越性。本章对用于间接LIF检测的多种电泳缓冲体系进行了考察,建立了以三乙胺/荧光素/正丁醇为缓冲体系的间接检测方法,对尿液中的四种酸性利尿剂(依他尼酸、氯噻酮、布美它尼和苄氟噻嗪)进行了分析。 第四章发展了毛细管柱内的样品预处理方法,主要是微通道固相萃取和固相衍生方法,并将之应用于尿样中麻黄碱类刺激剂的预处理。本章的创新之处在于:1),实现了微通道中固相载体的定位。本章采用紫外光照聚合与匀浆填充法相结合的方法,在微通道中的任意位置制备了用于样品预处理的,长度可控的固相载体,制备方法简便易行,无需采用复杂的微加工技术,为将来集成化芯片微通道中固相载体的定位提供了基础。2),提出了微通道中的多相载体技术,以此获得较高的固相萃取和固相衍生效率。本章将多孔聚合物整体床与色谱填料相结合,制备了多孔聚合物单相柱、多孔聚合物/ODS双相柱和多孔聚合物/GDX-502双相柱等三种类型的毛细管预处理柱,对低浓度的麻黄碱进行了预处理,结果表明双相柱的预处理结果要优于单相柱。3),发展了固相衍生技术,不仅获得了优于溶液衍生的衍生效果,同时也使固相萃取步骤与衍生步骤顺利衔接,为微通道中的高效衍生提供了新的途径。4),首次提出了微波辅助固相衍生方法,将高效的固相反应与快速的微波辅助反应相结合,使FITC的衍生反应由十几小时缩短至几分钟,大大提高了样品预处理的速度。围绕样品的纯化、富集和衍生,本章探讨了不同类型的预柱对简单背景(水溶液)和复杂背景(尿样)中麻黄碱的预处理方法,确定了以多孔聚合物/GDX-502双相柱对尿液中的麻黄碱进行预处理的最终技术路线。结果表明,该固相萃取和固相衍生方法能够很好地匹配后续毛细管电泳分离和激光诱导荧光检测,可检出尿样中10ng的麻黄碱。该研究为将来兴奋剂的集成化微流控芯片分析奠定了基础。 第五章对基于毛细管柱的蛋白质固相测序新方法进行了初步研究。蛋白质的氨基酸排列顺序一直是生命科学研究的重要内容,在蛋白组学研究蓬勃发展的今天,尤其需要发展多种技术平台,对微量蛋白质进行准确、快速和灵敏的序列分析。现有的蛋白质测序方法中,最为成熟并广泛应用的是Edman氮端降解测序法。本章的主要工作就是探讨Edman降解测序法在微通道中实现的可能性,将包括多个反应步骤的常规测序方法微型化,为将来在微流控芯片中实现Edman降解测序集成化方法提供基础。为了实现微通道里的高灵敏度检测,本研究对经典Edman降解方法进行了改进,探索了以荧光试剂FITC为偶联剂的降解反应。本章详细讨论了该微分析方法的实施策略,初步确定了从微量蛋白质的固定到转化产物LIF检测的技术路线,为进一步的测序工作奠定了基础。 综上所述,本论文立足于发展微流量,乃至纳流量尺度上的分离分析新方法,从样品预处理、色谱/电泳分离和激光诱导荧光检测等方面展开工作,建立了微型二维分离体系以及兴奋剂的微通道集成化分析方法,并对微通道中的蛋白质固相测序方法进行了初步研究。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O658.9

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 吴晓东;兴奋剂检测及其进展[J];生物学通报;1994年01期
2 秦旸,朱绍棠,张长久;兴奋剂中利尿剂的检测方法[J];分析测试学报;2001年02期
3 杨则宜;体育中兴奋剂使用和反兴奋剂的历史、现状及未来[J];自然杂志;1997年05期
【共引文献】
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1 张韶虹,郗娟,何治柯;Ru(bipy)_3~(2+)-Ce(Ⅳ)化学发光体系检测速尿的研究[J];分析化学;2005年09期
2 田宏哲;徐静;关亚风;;真空溶剂蒸发全二维液相色谱接口及其应用[J];分析化学;2008年06期
3 傅若农;国内气相色谱近年的进展[J];分析试验室;2003年02期
4 冯海燕;马登军;王月伶;李向军;袁倬斌;;毛细管区带电泳法间接测定红细胞中的主要无机阳离子[J];分析试验室;2007年08期
5 陈飞,骆广生,王玉军;改性壳聚糖树脂对利尿剂的吸附性能[J];高分子学报;2005年01期
6 王沛悦;丁磊;尹霓;;全球反兴奋剂的现状与进展[J];贵州体育科技;2006年01期
7 王玉军,熊瑛,陈飞,骆广生,戴猷元;聚砜微球的双乳液法制备及其吸附特性[J];化工学报;2004年10期
8 陈义;高通微量分析[J];化学进展;2005年04期
9 李翠侠;刘绍璞;刘忠芳;胡小莉;;荧光光谱法研究托拉塞米与牛血清白蛋白的相互作用及其分析应用[J];化学学报;2011年12期
10 高玖灵;;世界兴奋剂发展过程、原因及趋势的研究[J];考试周刊;2008年06期
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1 李优鑫;大管电泳及其多维分离系统的研究[D];天津大学;2010年
2 陈熙;低叶绿素b水稻类囊体膜的蛋白质组学研究[D];南京农业大学;2009年
3 郗娟;两个钌(Ⅱ)配合物的化学发光反应及其分析应用研究[D];武汉大学;2004年
4 孔泳;在聚碳酸酯微流控芯片上制备集成化微电极及其应用于芯片毛细管电泳安培检测系统的研究[D];浙江大学;2006年
5 龚正伟;当代中国体育伦理建构研究[D];湖南师范大学;2006年
6 朱叶飞;加热致小鼠睾丸生精障碍相关蛋白质及其功能的研究[D];南京医科大学;2006年
7 谭克俊;180°后向光散射分析技术的开发及其应用[D];西南大学;2006年
8 田宏哲;全二维液相色谱接口技术研究及系统构建[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2007年
9 冒韵东;子宫内膜异位症差异蛋白的相关研究[D];南京医科大学;2007年
10 冯笑山;河南食管癌高发区食管/贲门双源癌患者蛋白质组和比较基因组杂交研究[D];郑州大学;2007年
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2 李翠侠;吸收、荧光光谱法、共振瑞利散射和共振非线性散射技术测定利尿药的新方法研究[D];西南大学;2011年
3 姜程程;一种强阳离子交换液相色谱整体微柱[D];辽宁师范大学;2011年
4 张慧;基于博弈论的现代田径运动兴奋剂现象研究[D];沈阳体育学院;2011年
5 汪旭升;水稻抗旱数量性状位点(QTLs)的基因挖掘研究[D];浙江大学;2003年
6 王宇恩;C-端序列分析方法学研究与HWAP-Ⅰ生物活性方面的研究[D];湖南师范大学;2003年
7 褚福亮;应用HIV-1特异性表位多肽HLA-Ⅰ类分子四聚体分析HIV-1感染者体内特异性CTLs的研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2004年
8 段鸿莺;几种兴奋剂的分子光谱检测新方法研究[D];武汉大学;2004年
9 王超;低氧应激肽结构分析及与高原疾病相关性的研究[D];第三军医大学;2005年
10 王艳丽;油水乳化液微波分离机理与技术研究[D];大庆石油学院;2007年
【二级参考文献】
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1 秦旸,王小兵,杨树民,朱绍棠;吲满速尿的GC/MS测定方法及其在尿中代谢的研究[J];质谱学报;1996年04期
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1 水雯箐,苏佳,黄珍玉,黄懿,杨芃原;微流控芯片与生物质谱联用技术的发展与展望[J];质谱学报;2002年02期
2 徐春秀;蔡龙飞;;微流控芯片上双重液滴的生成方法[J];江西化工;2011年01期
3 秦建华;;微流控技术研究的若干进展[J];色谱;2010年11期
4 徐章润,王世立,樊晓峰,王福仁,方肇伦;小型可连续进样微流控芯片分析仪的研制[J];分析化学;2003年12期
5 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
6 高健,殷学锋,方肇伦,夏方诠浙江大学化学系微分析系统研究所;微流控芯片单细胞进样和溶膜[J];高等学校化学学报;2003年09期
7 周小棉,戴忠鹏,林炳承;通用型激光诱导荧光微流控芯片分析仪的研制与性能考察[J];高等学校化学学报;2004年03期
8 凌云扬,殷学锋,方肇伦;微流控芯片NDA在线衍生测定单细胞中谷胱甘肽[J];高等学校化学学报;2005年02期
9 王立凯,冯喜增;微流控芯片技术在生命科学研究中的应用[J];化学进展;2005年03期
10 骆亦奇;;微流控芯片在表面等离子体共振生物传感器中的应用[J];大学化学;2010年01期
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1 周莹;申洁;郑春红;庞玉宏;黄岩谊;;高通量集成细胞培养微流控芯片[A];第一届全国生物物理化学会议暨生物物理化学发展战略研讨会论文摘要集[C];2010年
2 刘文明;李立;任丽;王雪琴;涂琴;张艳荣;王建春;许娟;王进义;;基于微流控芯片技术的生命分析方法研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
3 林金明;魏慧斌;刘传森;;微流控芯片质谱联用技术应用于细胞代谢及其相互作用的研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
4 刘文明;李立;王建春;王垚磊;许娟;王进义;;基于微流控芯片的控制性细胞定位[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
5 蒋兴宇;王卓;刘颖昳;;微流控芯片上的分析化学[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
6 孟强;贾莹莹;李恩成;张倩倩;王琪;;双层微流控芯片的构建及在肺腺癌耐药性分析中的应用[A];中华医学会呼吸病学年会——2011(第十二次全国呼吸病学学术会议)论文汇编[C];2011年
7 王铈汶;赵启龙;谢赟燕;郑文富;王卓;张伟;蒋兴宇;;一种基于微流控芯片的快速筛选伤口敷料的方法[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
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9 涂琴;王建春;任丽;李立;刘文明;许娟;王进义;;微流控芯片细胞分析方法研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
10 常莉婷;任玉玲;郭婷;党福全;;聚二甲基硅氧烷-微流控芯片的表面修饰方法的研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 罗冰 通讯员 胡永峰;微流控芯片可测出SARS病毒[N];科技日报;2003年
2 本报记者 杨朝晖;高通量检测:痕量毒品瞬间毕露[N];科技日报;2009年
3 福人教;“科技兴检”动力强劲[N];中国质量报;2010年
4 于柏林;毛细管电泳微型分析仪研制成功[N];中国化工报;2009年
5 李选刚 吴森明;苏州将用纳米技术检测食品[N];中国食品报;2010年
6 记者张冬素通讯员单泠;700万元打造“芯片实验室”[N];浙江日报;2002年
7 范文;高新科学仪器将为人类造福[N];中国机电日报;2002年
8 记者赵伟 通讯员于柏林;微型综合分析仪在长通过验收[N];长春日报;2009年
9 刘春;毛细管电泳电化学发光微型综合分析仪通过鉴定[N];中国医药报;2009年
10 记者 赵晖;天津医大启动国家重大科研项目[N];天津日报;2011年
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1 慕轩;微流控芯片中层流现象的研究与应用[D];华东理工大学;2010年
2 王慧香;基于微流控芯片的免疫传感器和蛋白质组学研究[D];复旦大学;2011年
3 高丹;微流控芯片平台上细胞捕获及药物作用分析方法研究[D];北京化工大学;2011年
4 张黎川;微流控芯片平台的构建及其在肺癌细胞化疗耐药研究中的应用[D];大连医科大学;2011年
5 孙建;微流控芯片细胞钙信号研究[D];华中科技大学;2011年
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7 曾谦;声表面波技术在微流控芯片中的集成及应用研究[D];武汉大学;2011年
8 魏慧斌;微流控芯片—质谱联用技术用于细胞代谢及相互作用研究[D];清华大学;2011年
9 徐涛;多功能微流控芯片在悬浮细胞通讯研究中的应用[D];清华大学;2010年
10 宋永欣;微流控芯片上单细胞生物电子检测和介电操控技术研究[D];大连海事大学;2012年
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1 庞中华;微流控芯片注塑成型工艺规范的试验研究与质量预测[D];大连理工大学;2010年
2 董媛媛;集成化的聚苯乙烯电喷雾微流控芯片分析系统的研制[D];浙江大学;2011年
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5 毛丽华;拉曼光镊—微流控芯片自动化系统的研究与应用[D];广西师范大学;2010年
6 杨伦磊;微尺度相变测试微流控芯片集成设计及应用[D];大连理工大学;2010年
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8 翟盛杰;一种便携式高精度生化检测系统的研制[D];重庆大学;2010年
9 王刚;细菌纤维素纳米纤维的可控生物制造[D];华中科技大学;2009年
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