应用于空间生物样品分离的自由流电泳芯片研究

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1、应用于空间生物样品分离的自由流电泳芯片研究代胜平2015年1月中图分类号：O69UDC分类号：54应用于空间生物样品分离的自由流电泳芯片研究作者姓名代胜平学院名称生命学院指导教师吕芳讲师戴荣继教授答辩委员会主席费也淳教授申请学位理学硕士学科专业药学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月TheresearchoffreeflowelectrophoresischipappliedtotheseparationofthespacebiologicalsamplesCandidateName：Shengping

2、DaiSchoolorDepartment:SchoolofLifeScienceFacultyMentor:Lect.FangLvProf.RongjiDaiChair,ThesisCommittee：Prof.YechunFeiDegreeApplied:MasterofScienceMajor：PharmacyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行

3、的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着航天技术的发展，目前国际空间科学研究的竞争主要体现于如何有效地利用空间环境进行包括生命科学在内的一系列科学研究。空间生物样品的分离与富集技术成为热点。由于空间微重力环境的特殊复杂性，如何利用现有

4、的技术条件和理论将其应用于空间生命仪器装置，优化试验条件和技术方法，为研发小型化、集成化、低功耗和自动化的应用于空间环境的生物样品处理装置提供一定的理论依据和技术支持。作为生物样品常规纯化制备技术——自由流电泳因为操作流程简便、体积小重量轻和能量消耗低等优势具有在空间实验环境的分离可能。本研究基于空间环境下，利用自由流电泳技术对生物样品中的大分子物质（蛋白、核酸）进行分离，在常规自由流电泳基础上进行优化，设计并加工了能够应用于空间环境下蛋白质与核酸分离的自由流电泳芯片装置。该装置包括芯片核心部件及其固定装置、高压电源

5、模块、数据采集、电路控制装置、流体控制组件等，其各项参数符合设计要求，并通过实验验证运行的可靠性与稳定性。在关键技术研究上，利用蛋白质等电点的性质，通过模拟条件的优化，缓冲液的pH使样品中蛋白质正电荷，在电场条件下与带负电荷的核酸进行分离。并考察了不同分离条件对分离效果的影响，其中样品分离的分离电压对分离效果影响显著，结果表明，在300V的电压下，样品的分离度较好且自由流芯片的稳定性均好于其他分离电压。本论文的主要工作是在国家重大仪器专项多指标生物分析样品仪器开发应用的背景下，为空间生命仪器搭载装置的开发提供了一定的

6、理论依据和技术支持具有很强的创新意义。关键词：自由流电泳；芯片；生物样品；仪器；蛋白质，核酸I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofthespacelifescience,internationalspacesciencecompetitionmainlyreflectedinhowtoeffectivelyusethespaceenvironment,includingaseriesofscientificresearchlikethelifesciences.Becaus

7、eofthespecialcomplexityofthespatialmicrogravityenvironment,conventionalanalyticalseparationmethodsaredifficulttomeetthedemand.So,howtoapplytheexistingtheoriesandtechnologiestostudythespatialsampleswillbecritical.Thetechnologiesthatwillbeappliedtospaceanalyticad

8、evicesmustoptimizethetestconditionswhichdemandminiaturized,integrated,andautomation.Allthemethodsusedinthespaceenvironmentwillprovideatheoreticalbasisandtechnicalsupportfort