PDMS芯片电泳-间接安培检测技术在环境分析化学中的应用

来源 :中国科学院南京土壤研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shylockbc
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芯片毛细管电泳的检测技术是芯片毛细管电泳和外部环境的接口,是实现微全分析系统的重要一环。PDMS芯片毛细管电泳-安培检测系统不仅综合了芯片电泳强大的分离功能和安培检测的高灵敏度的优点,同时,价廉、容易成型的PDMS芯片还具有生物相容性和光学透明性。而PDMS芯片毛细管电泳一间接安培检测方法是将传统电化学检测中必须排除的分离高压电场对检测器耦合的负面效应转化为一种高灵敏度的测试非电活性物质的方法,该法可用于直接检测电活性和非电活性物质。   本文将这种方法成功地用于检测一些非电活性物质(包括部分重金属离子和一些氯的形态)和部分低分子量有机酸的检测。具体研究内容如下:   1.PDMS芯片毛细管电泳一间接安培检测用于重金属离子的快速分离   利用芯片毛细管电泳柱内安培检测模式成功地分离和检测了部分重会属离子。分别对分离高压、检测电位、运行缓冲溶液浓度、运行缓冲溶液pH等参数进行了优化,结果表明,利用这种模式分离和检测Pb2+、Cu2+、Cd2+这三种重金属离子的最优条件是:分离高压,1200V;检测电位,-0.1V;缓冲溶液,20mM MES+L-His,pH4.46。优化条件下三种重进属离子可以在3.7cm长的未经任何修饰的PDMS/PDMS分离管道上于80s内得到有效分离检测。Pb2+、Cu2+、Cd2+的理论塔板数分别是1.3×105/m,2.5×105/m和2.0×105/m,检测限则分别为1.3μM,3.3μM和7.4μM(S/N=3)。   2.负高压电场下间接安培检测模式用于氯的形态分析   发展了一种基于PDMS/PDMS芯片毛细管电泳间接安培检测模式的氯形态分析方法。该方法具有分析样品需要量少、分析速度快、分析仪器装置价格低廉以及操作简单等一系列优点。利用氧等离子体处理过的PDMS/PDMS芯片,可在35s内对Cl-、ClO3-和ClO4-进行很好的分离。对实验参数,包括运行缓冲溶液的浓度、缓冲溶液的pH、分离电压和检测电位等进行了优化。最优分离分析条件是:运行缓冲溶液,15mM MES+L-His,pH6.12;分离电压,-2000V:检测电位,0.7V。优化条件下,Cl-、ClO3-和ClO4-可在得到很好分离的同时,获得对这些阴离子检测的最高灵敏度,三种阴离子的检测限分别为1.9μM,3.6μM和2.8μM。   3.PDMS芯片毛细管电泳用于低分子量有机酸的检测   在氧等离子体处理的PDMS芯片中,用间接柱内安培检测法成功分离检测了草酸(OA)、酒石酸(TA)、柠檬酸(CA)、丁二酸(SA)和苹果酸(MA)五种低分子量的有机酸,初步优化了分离和检测的实验条件:碳纤维作为工作电极,20mM MES+L-His(pH6.12)作为缓冲溶液,分离高压为-1800V、检测电位为1V。
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