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《中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)》 2007年
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基于微流控芯片的分析检测系统研究

刘菁  
【摘要】: 微流控芯片作为微全分析系统(μTAS)的主要研究方向,其目标是把整个化验室的功能,包括采样、稀释、混合、反应、分离、检测等集成在微芯片上,将复杂耗时的分析过程微型化、集成化。基于微流控芯片的分析检测系统已成为目前分析仪器发展的重要方向与前沿,其性能直接影响着检测的灵敏度、有效性,是μTAS朝着“个人化”、“家用化”方向发展的关键。 本论文工作以微流控芯片技术在临床样品检测中的应用为目的,以毛细管电泳微芯片为切入点,开展了微纳米尺度芯片制作、芯片上样品反应及分离条件优化、基于微流控芯片的紫外及荧光检测系统的构建等工作,完成了样品的富集、反应、分离及检测等实验过程,实现了临床样品的检测与分析。 本论文的主要工作有: 1.总结前人微流控芯片及检测系统的研究现状的基础上,提出了本论文的研究方案; 2.研究了毛细管电泳微芯片样品条带控制方法,研究了芯片管道电网络模型以实现微流体的精确电驱动控制,以压缩进样及收缩分离模式提高样品的分离、检测效率,采用极端pH值缓冲体系及添加剂方法抑制样品的管壁吸附,完成单一及混合标准蛋白样品的分离检测,仅需3~5min且重复性良好; 3.构建了尿蛋白检测微流控分析系统,该系统基于微芯片电泳技术和紫外吸收光度原理,可应用于标准蛋白及临床尿蛋白样品的分离与检测,检测灵敏度达到0.1mg/mL,且检测速度快、操作简便、成本低,经202例临床样本的初步应用,并与常规检验仪器进行比较,结果显示一致性好; 4.构建了同工酶检测微流控分析系统,建立了在集成温控装置的微流控芯片上进行同工酶孵育及快速活性检测的方法,该系统具有同工酶进样、辅酶孵育反应、电泳分离和活性检测等功能,优化了芯片上同工酶样品的孵育及检测条件,酶活性检测限达到0.5U/L。 5.研究了纳米管道内离子陷落现象,利用该特性实现了生物样品的高倍富集,提高了分析检测系统的灵敏度,在传统微细加工工艺条件下完成了纳米富集芯片的制作,并通过纳米管道深度及缓冲液离子浓度调控样品富集效率。 本论文研究表明,基于微流体芯片的分析检测系统具有样品用量小、检测快速、检测装置易于实现微型化、集成化和自动化等优势。在对微流体驱动方式、样品富集方式、检测系统进行研究优化后,在临床的样品检测中有一定的应用价值。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN492;TP274.4

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【引证文献】
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【参考文献】
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