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基于化学发光的化学芯片研究

杨柳  
【摘要】:本文由综述、研究报告两部分组成。 第一部分为综述部分。第二部分为研究报告部分。研究报告由四部分组成。 综述部分介绍了生物芯片的概念、分类、制作加工过程中的各个环节以及涉及的主要技术、检测手段;简要的概括和总结了近年来生物芯片范畴内各领域的研究进展;展望了化学发光生物芯片研究的发展趋势。我们认为生物芯片的发展方向将是融合微阵列与微管道两种模式,能够真正实现从进样、预处理到分离及分析的全功能操作分析平台。 研究报告包括四部分。基于被对碘苯酚增强的,血红蛋白催化鲁米诺与过氧化氢的化学发光反应,我们设计了一种用于测定人血红蛋白的传感器阵列芯片。该阵列芯片由25个点组成,各点以包埋有鲁米诺及对碘苯酚的溶胶-凝胶薄膜作为传感层。测定时依次注入1μL过氧化氢及1μL血样便可在4分钟曝光时间内完成各点的化学发光CCD成像,随后用相关软件进行数据处理。该法用于人血红蛋白测定及溶血性试验的结果表明,所得的化学发光强度与血红蛋白浓度在四个数量级范围内成良好线性关系,检出限为1.9ng,对4.6x10~(-2)g/L的血红蛋白进行同次9样测定的相对标准偏差小于3%。 基于被钴离子催化的,鲁米诺与过氧化苯甲酰的化学发光反应,我们设计了一种用于测定面粉中过氧化苯甲酰的传感器阵列芯片。该阵列芯片以分别交换了鲁米诺及钴离子的阴阳离子交换树脂作为传感层。将10粒大小均匀的树脂分别放入点阵中,测定时依次注入15μLpH值为11.2的磷酸盐缓冲溶液及10μL过氧化苯甲酰便可在6分钟曝光时间内完成各点的化学发光CCD成像,我们通过动力学试验给出了改方法能够实现的理论依据。该法用于面粉中过氧化苯甲酰测定结果表明,所得的化学发光强度与过氧化苯甲酰浓度在1×10~(-4)g/mL-1×10~(-6)g/mL范围内成良好线性关系,检出限为1×10~(-6)g/mL,对6×10~(-6)g/mL的过氧化苯甲酰进行同次7样测定的相对标准偏差为5.6%。 我们首次建立了化学发光微流控芯片测定面粉中过氧化苯甲酰的方法。所用芯片(50×40×5mm)为自制,试剂通过微注射泵流入300μm宽的微管道中,双“T”形进样模式中,样品体积为0.72μL。在另一种模式中,选用微阀进样,样品体积为0.79μL。过氧化苯甲酰能够直接氧化鲁米诺产生化学发光。试验说明两种进样模式之间并无显著性差异。测定过氧化苯甲酰的线性范围是8×10~(-7)-1×10~(-4)g/mL,方法的检出限是4×10~(-7)g/mL。该方法已成功应用于面粉中过氧化苯 甲酞的测定。 我们基于化学发光微流控芯片结合双“T”形进样模式首次建立了测定自来 水中次氯酸根的方法。所用芯片(50x40x5咖)为本实验室自制。试剂通过恒流 泵流入300林m宽的微管道中,每次的进样量为0.72 pL。次氯酸根能够直接氧化 鲁米诺产生化学发光。测定次氯酸根的线性范围是3x10一7一lx10一49/mL,方法的 检出限是1.4xlo一79/mL。n次平行测定的相对标准偏差为4.5%。该方法已成功 应用于自来水中次氯酸根的测定。


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