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环烯烃共聚物微流控芯片的功能化及应用

蔡秋莲  
【摘要】:微流控技术自上个世纪90年代初建立以来,以它的的高度微型化和集成化优势受到了研究者们的广泛关注,有望成为一种快速分析复杂生物样品的重要手段。然而,由于目前微芯片制作和功能化工艺比较复杂,成本较高,限制了它在日常分析中的实际应用。本工作的目的是建立新型的低成本高性能微流控芯片制作和功能化方法并尝试其在生物样品分析中的应用。本论文的具体内容如下: 1.建立了一种高效芯片电泳分析方法。微流控芯片电泳可以实现样品的快速分离分析,是微流控技术的重要方向之一,但由于芯片上微通道的分离通道较短,分离能力通常不如常规毛细管电泳。本工作通过热压法制作了具有长分离通道(9-16cm)的环烯烃共聚物(COC)芯片,通过在硼砂缓冲液中添加羟丙基纤维素实现了常见的18种氨基酸的FITC标记物的快速分离,考察了微通道弯曲半径及制作条件对柱效的影响,确定了在较小的芯片上实现高效分离的途径。所建立的方法柱效可与常规毛细管电泳的分离效果相媲美,但分析速度显著提高。 2.建立了COC芯片微通道的光化学改性方法。微流控分析系统中,合适的微通道表面的性质对于减小吸附、提高分析的重现性十分重要。本工作利用光聚合反应对COC芯片微通道内壁进行表面改性,以苯甲酮为光引发剂,通过丙烯酸,丙烯酰胺,N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺,丙烯酸(3-磺酸)丙酯钾盐等单体的紫外光聚合,在COC芯片通道内壁生成的亲水聚合物层,通过流动电势等考察了接枝效果及表面电荷状态。结果表明光化学法可以成功改性COC微通道,利用不同单体可以获得不同的表面电荷。 3.利用微通道固定化酶实现了微通道内蛋白质的酶解。微流控技术样品消耗量低,将酶固定在微通道中有可能实现极微量样品的酶解或酶促反应。本工作通过化学键合和静电吸附两种方法在微通道中固定胰蛋白酶,实现了牛血清白蛋白质在芯片上的酶解。利用用毛细管电泳方法分析酶解产物的结果证实微通道固定的胰蛋白酶具稳定性高、酶解速度快等特点。该研究工作为实现微芯片在线酶解提供了基础。


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