微流控芯片二维电泳分离分析系统研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com绿述与膏治微流控芯片二维电泳分离分析系统研究进展丛永正张丽华张维冰张玉奎一(中国科学院大连化学物理研究所国家色谱研究中心大连116023)摘要微流控芯片分析系统(微全分析系统)近年来发展迅速，已经被应用于生物、环境样品的分离分析研究。多维分析系统能够极大地提高峰容量，适合于复杂样品体系的分离分析。在微流控芯片上进行的分离操作不仅可以有效地实现两种分离模式之间的零死体积切换，而且能够使分析速度与峰容量的矛盾得到补偿。本文对微流控芯片二维电泳分离分析系统的近期发展作综述，并展望其可能的发展前景。关键词微流控芯片二维分离电泳在芯片上集成分离通道

2、可以使通道结构交叉或连接引言处死体积近乎为零，可以仅仅通过简单电压切换，即20世纪9o年代初，M跏u等人第一次提出“微可实现自动化进样、注入、分离等毛细管分离分析基全分析系统”的概念，即在芯片上构建可以实现多种本操作，不但柱效极高，而且分离速度极快，为在微操作分析系统。随着微制造技术和电子技术不断进流控芯上进行多维分离提供便利条件。此外，微流步，微流控芯片分析系统得到迅速的发展[2．3]。毛控芯片分离通道长度较短，峰容量低缺陷也能够通细管电泳各种模式，毛细管区带电泳(CZE)、毛细管过构建多维分离系统得到有效补偿。本文对在微流凝胶电泳(CGE)、毛细管等电聚焦(ClEF)、胶束电动控芯

3、片上构建二维电泳分离分析系统近期发展加以毛细管色谱(MECC)、毛细管等速电泳(ITP)、毛细管综述，并展望其可能发展前景。电色谱(CEC)等都已在微流控芯片上得到实现。1芯片电泳二维分离模式构建在一维电泳分离模式中，由于受到电压、柱长等各种条件的限制，使得实际柱效和可能达到的峰容等速电泳(isotachophoresis，rrP)是一种特殊电泳量受到限制，难以满足对复杂样品体系进行高效分分离技术，样品在由前导电解质和尾随电解质所组离分析要求。多维分离L4J是近年来发展一种新型复成非连续电解质中进行电泳，其最大的特点是能将合分离技术，将几种分离原理完全不同分离方法加分离后组分压缩为一个

4、很窄区带，从而达到柱上浓以集成，构建成多维分离系统，并用于对复杂样品分缩目的。rrP进样体积可以比CZE大的多，具有很离分析。Giddings~]等提出，多维分离系统峰容量为强谱带压缩和分离能力，因此可以作为对样品进行每一维分离模式单独使用时峰容量乘积。与一维分预浓缩和净化手段，与其他电泳分离模式联用，构建离模式相比，多维分离可以极大提高分辨率和峰容成多维分离系统。Kaniansky[73等在聚甲基丙烯酸甲量，能够便捷地调整分离选择性，减小峰重叠，提供酯(PMMA)芯片上进行等速电泳一毛细管区带电泳更多样品信息。GiddingsL6】将二维系统粗略地分为(ITP．C)二维分离研究，试样

5、先经ITP预富集，迁连续二维系统(continuoustwo．dimensionaloperation)及移率快前导组分被引入废液通道，压缩后待测组分耦合柱系统(coupledcolumnassemblies)两类。互补切人第二条通道中进行区带电泳分离。利用电导检连续二维系统具有揭示一个样品中复杂组分的强大测法，检出IOgM／L亚硝酸盐、氟化物和磷酸盐。能力，而耦合柱系统能够灵活地放大、纯化、处理样Willi锄sL8j等构建等速电泳一区带电泳(ITP-ZE)二维品中指定区域。分离系统，与普通区带电泳相比，检测灵敏度能提高多维分离系统中不同分离模式之间组合通常采50倍。用接13实现，而死

6、体积引入往往引起额外谱带展宽，等电聚焦(isoelectficfocusing，IEF)与rrP分离机因此，切换接13设计是构建多维分离系统关键技术。制不同，根据蛋白质、肽等样品等电点差异进行分离*基金项目：国家自然科学基金项目(20405014)和“中科院百人计戈Ij”资助。**通讯联系人：张正奎。中国科学院院士，博士生导师，l：(0411)8437956O。E-mail：ykzhang@online．In．121l维普资讯http://www.cqvip.com曩代仅■(www．moderninstrs．org．ca)分析。ⅢF进样量可充满整个分离通道，具有良好而使所需缓冲液进人某

7、一分离通道中，达到在不同浓缩效应和制备能力，十分适合作为多维分离中的分离通道加人不同缓冲溶液效果。Wang~】等将微第一维进行样品预富集和分离。HerrEg)在聚丙稀酰阀集成在二维分离系统通道中，较好地解决这个问胺芯片上构建可以进行等电聚焦(IEF)和毛细管电题。第一维采用等电聚焦，第二维采用区带电泳模泳(CE)Z．维分离系统。第一维IEF，可以在1min内式。利用集成在通道中微阀将第一维缓冲溶液和第将样品富集73倍。在电渗流的驱动下，聚焦后的