论文部分内容阅读
芯片毛细管电泳的检测技术是芯片毛细管电泳和外部世界的接口,是实现微全分析系统的重要一环。芯片电泳所需要的检测器和传统毛细管电泳有相当大的区别,传统的常规检测方法(如紫外吸收检测)已经不完全适应芯片毛细管电泳的要求。随着以芯片为基础的微分离系统的快速发展,迫切需要发展包括柱内检测模式在内的性能优越的检测模式。它应尽可能同时具有分离效率高、应用广泛(通用)、易于微型化和集成化和高灵敏度等特点。我们课题组使用集成在PDMS芯片平台上的微型三维调节装置,将单根碳纤维圆盘工作电极放置在PDMS微管道内,建立了一种通用、灵敏的芯片毛细管电泳间接安培检测方法。该方法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的测试非电活性物质的方法。
本文将这种检测方法进一步推广应用于无机阴离子和氨基酸的分离检测中。非电活性分析物不直接参与电化学过程,但是由于检测系统和分离高压系统的电耦合,随着分析物阻抗的改变工作电极的电位也发生改变,这就导致了电活性指示剂氧化或是还原电流的变化。这为那些不能直接参与电化学反应的离子的直接检测提供了一个简易灵敏的方法,从而扩大了安培检测法的应用范围。具体内容如下:
1、在负高压电场中成功检测了五种非电活性的阴离子该方法是通过精确的定位装置将单根碳纤维圆盘电极插入PDMS分离管道末端而实现,即在柱(in-channel) 安培检测法。在负电场中,工作电极上的电化学还原反应不与分离高压发生耦合,电化学氧化反应与分离高压耦合。同时,电活性指示剂是碳纤维圆盘工作电极,利用耦合后碳纤维工作电极本身的氧化电位的变化,来间接检测非电活性物质。文中对分离电压、检测电位、工作电极和分离管道口之间的距离等实验参数进行了优化。这个系统可以成功用于对F<->,Cl<->,SO<,4><2->,CH<,3>COO<->,H<,2>PO<,4><->等离子进行间接安培检测。初步的结果表明,CT的最低检测限达2μM,检测范围达三个数量级。
2、建立了在杂化PDMS一玻璃管道中氨基酸的间接安培检测方法在正的分离电场存在下,工作电极上的电化学还原反应与分离高压发生耦合,在样品存在时,由于耦合程度的变化,使得工作电极上电活性指示剂溶解氧的还原电位发生偏移,从而间接指示氨基酸的存在及其浓度。在实验中,我们对分离电压、检测电位、缓冲溶液的浓度和pH值等实验参数进行了优化。优化后可以成功地对精氨酸Arg、半胱氨酸Cys、苏氨酸Thr和谷氨酸Glu进行检测。同时杂化的PDMS一玻璃微流控系统有效抑制了氨基酸这类易吸附物质在管道表面的吸附。