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

【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。检测器是微全分析系统必不可少的单元。通常使用的激光诱导荧光(LIF)或质谱(MS)检测器体积庞大,不利于实现微型化的目标,且价格昂贵,难以得到普及。电化学安培检测是一大类常用的分析测试方法,具有灵敏度高、传感电极易于集成在芯片之上,且信号处理系统等外围设备比较简单,易于实现微型化。 制备微流控芯片的材料通常是玻璃或石英。然而石英与玻璃加工困难,大批量生产成本较高,且玻璃在湿法刻蚀中的各向同性使微通道难以得到较高的深宽比。高分子材料具有品种多、可供选择的余地大、加工成型方便、价格便宜等优点,非常适合于大批量制作一次性微流控芯片。 本文研究在高聚物基片上制备安培检测微电极的方法、技术和原理,在此基础上,研制全高聚物的毛细管电泳—安培检测芯片,并应用于生物活性物质的分离分析。 全文共分五章: 第一章,对芯片毛细管电泳安培检测系统和高聚物微流控芯片的发展进行了评述。 第二章,研究了以选择性光化学改性与化学镀相结合在聚碳酸酯(PC)表面制作金属膜微电极的方法、技术及相关原理。以低压汞灯为辐射源,通过掩膜对PC表面选择性区域进行光化学改性,光照区域(电极图形)所生成的活性基团经过一系列的化学反应,形成了化学镀所必须的催化中心,最后经化学镀即可在PC表面选择性地镀上金或铜膜微电极。研究了光源种类、光照时间等因素对光化学反应的影响,采用多种技术对经历光化学反应和化学反应的PC表面进行表征。针对化学镀过程中出现的过镀现象,提出了用硫氰酸钾溶液超声清洗的抑制过镀的方法。采用本法制备的金膜微电极尺寸精确,边缘平整,具有与金盘电极