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微流控芯片液液萃取系统的研究

蔡增轩  
【摘要】:近年来,以分析仪器微型化、集成化、便携化为最终目标的微全分析系统的研究得到了迅猛的发展。试样的预分离富集是微全分析系统必不可少的单元。由于试样预分离富集技术往往涉及相转移和相分离过程,将它们集成在微流控芯片上有一定的难度。因此,相比于芯片毛细管电泳的研究,微流控试样预分离富集技术的研究相对滞后。 液液萃取是一种重要预分离富集技术,具有选择性好、浓缩倍率较高等特点。本文的研究目标是在微流控芯片上建立若干液液萃取分离富集的基本技术平台,在此基础上,探索将微流控液液萃取系统与芯片电泳联用可能。 本论文包括四章: 第一章,综述了液液萃取技术的发展历史、微流控芯片液液萃取研究的现状。 第二章,研究建立了高聚物芯片上的微流动注射浸润膜液液萃取系统。与水不互溶的有机溶剂可以在高聚物表面形成一层均匀的有机液膜(浸润膜)。据此,让有机溶剂通过高聚物管道在其内壁形成浸润膜,再将试样水溶液通过管道,使其中的疏水性待测物萃取到浸润膜中,最后用一定的洗脱剂将待测物洗脱并在线检测,即为新颖的流动注射浸润膜液液萃取法。本章选择聚碳酸酯(PC)作为芯片的材料,以金属细丝为模具,通过热压法在PC片上压制出直线形通道,并热封成微流控芯片。通道末端接引流毛细管用作重力驱动,并用移动式开槽储液池阵列分配溶液,建立了微流动注射浸润膜液液萃取系统。选择丁醇同时作为涂膜溶剂和洗脱剂,以丁基罗丹明B为模型分析对象,顺序将丁醇、试样水溶液、丁醇通过萃取通道,完成涂膜、萃取、洗脱等微流动注射浸润膜液液萃取的系列操作。考察重力驱动条件下,性质不同的流体交替进入系统时流量的涨落现象及其对测定精密度的影响,发现尽管系统的流量是非恒定的,但只要控制涂膜、进样、洗脱的时间不变,仍能获得满意的精密度。详细研究了溶剂种类、涂膜时间、液体流速、通道长度、试样酸度、采样体积等物理和化学因素对萃取效率的影响。


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