激光诱导荧光检测与毛细管电泳和芯片毛细管电泳联用的研究及应用（可编辑）

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1、激光诱导荧光检测与毛细管电泳和芯片毛细管电泳联用的研究及应用上海交通大学硕士学位论文激光诱导荧光检测与毛细管电泳和芯片毛细管电泳联用的研究及应用姓名:陈林申请学位级别:硕士专业:应用化学指导教师:任吉存20031201上海交通大学硕士学位论文激光诱导荧光检测与毛细管电泳和芯片毛细管电泳联用的研究及应用摘要毛细管电泳CapillaryElectrophoresis,简称CE是20世纪80年代初期迅速发展起来的以电场为驱动力在毛细管中按溶质淌度或/和分离系数的不同进行分离的一种新型分离分析技术它具有分离效率高分析速度快样品及试剂用量少等特点已被广泛应用于生物化学医药环保食品等领域

2、目前不同分离模式的毛细管电泳技术已成为最重要的生物样品分离分析手段之一上个世纪90年代初微型全化学分析系统micrototalanalysissystem或miniaturizedtotalanalysissystemm-TAS概念的提出和发展开辟了分析化学一个全新的领域其目的是通过化学分析仪器的微型化和集成化最大限度地把分析实验室的功能转移到便携甚至是方寸大小的芯片上所以又被称为芯片实验室Lab-on-a-chip微流控芯片是m-TAS中最活跃的领域和发展前沿它最集中地体现了m-TAS的核心思想通过微细加工技术将微管道微泵微阀微储液器微电极微检测元件窗口和连接器等功能元器件

3、集成在特定材料基片上由于毛细管电泳为m-TAS提供了方便灵活的在微尺度下的电渗驱动手段同时在芯片上加工的毛细管电泳又显示出比传统毛细管电泳更优良的性能因此以毛细管电泳为核心技术以微流控芯片为操作平台的毛细管电泳芯片技术自从20世纪90年代初被Manz等首次实现以来发展十分迅速业已成为微流控芯片的主流技术毛细管电泳芯片也从实验室阶段跨入了商品化时期Agilent2100Bioanalyzer,ShimadzuMCE2010和HitachiSV1100型SV1210型等商品化仪器均已面世并已经应用于一系列的研究当中从而进一步推动了毛细管电泳芯片的发展与常规毛细管电泳相比毛细管电泳

4、芯片由于体积大大缩小不仅使试剂样品消耗量较常规的分析方法减少几千倍还可使分析速度提高几十倍同时毛细管电泳芯片对于DNA多肽蛋白质等生物大分子所表现出来的高分辨高速高通量的分离分析能力使它极有可能成为后基I上海交通大学硕士学位论文因组时代基因多态性分析蛋白质组分析药物筛选临床诊断中重要分离分析手段因此具有十分诱人的商业前景激光诱导荧光LaserInducedFluorescence简称LIF检测是目前毛细管电泳所有检测方法中灵敏度最高的一种方法且良好的选择性和较宽的线性范围检测限一-9-12般可达10mol/L~10mol/L在毛细管电泳芯片中LIF检测器也是应用最早并且至今仍

5、然应用较多的光学检测器也是目前商品化毛细管电泳芯片分析系统中唯一采用的检测器LIF在与芯片结合后仍然具有良好的检测限已有用于单分子检测的报道在本论文中我们将LIF检测方法分别与常规毛细管电泳和毛细管电泳芯片技术联用主要做了以下方面的工作1LIF检测法与常规毛细管电泳联用时常采用鞘流池技术来降低毛细管电泳LIF检测时的背景信号提高检测的灵敏度我们注意到毛细管电泳鞘流式LIF检测器的灵敏度同时也受到各种实验条件如鞘流流速激光功率和检测的位置等的影响而文献对此报道较少我们采用自制的鞘流池装置对这些影响因素进行系统的研究并将该系统用于DNA片段及基因PCR扩增产物的分离检测实验结果表

6、明鞘流速度激光功率和检测位置显著影响着CE-鞘流LIF检测器的灵敏度和分离效率鞘流速度的增加可以使分离的效率提高但会导致检测灵敏度下降在实验中应综合考虑这几个方面的因素来选取适宜的鞘流速度激光光源功率较小时适当增加功率可以显著提高荧光检测的检测限CE-鞘流LIF检测器具有宽的线性范围和超灵敏的检测限是分离检测DNA片段及PCR产物的一种高效灵敏的方法2采用浇注成型方法Casting制备了聚二甲基硅氧烷polydimethylsiloxane,PDMS/玻璃毛细管电泳芯片同时采用一种较为简单的紫外光照方法替代文献报道的等离子氧化方法实现了芯片的永久性粘合并对封装机理进行了系统研

7、究同时将制备的芯片与LIF检测器系统联用用于DNA限制性酶切片段的分离分析初步的实验结果说明我们制备的PDMS/玻璃毛细管电泳芯片完全可以应用于DNA限制性片段的分离检测同时可以进一步用于单核苷酸多态性和单链构象多态性的检测和分析3采用聚N,N-二甲基丙烯酰胺polydimethylacrylamidePDMA对PDMS/玻璃II上海交通大学硕士学位论文毛细管电泳芯片微通道进行动力学涂层修饰通过ATR-IRAFM和接触角等分析手段表征了PDMA涂层修饰的PDMS表面发现PDMA可以在PDMS表面形成稳定