芯片毛细管电泳分析生物样品的应用研究

论文题目: 芯片毛细管电泳分析生物样品的应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 分析化学

作者: 凌云扬

导师: 殷学锋

关键词: 微流控芯片,涂层,单细胞分析

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 生命科学是本世纪前沿科学领域之一,生命科学的发展离不开研究手段,特别是是分离、分析、测试方法的创新。因此,生命分析化学已发展为当前分析化学学科的前沿研究领域。 生物样品如DNA和单细胞等的电泳分析是生命科学研究领域中的重要组成部分,在靶向药物的研究、疾病的早期诊断和治疗中有广阔的应用前景。由于芯片毛细管电泳在分析速度和分离效率上比传统毛细管电泳都有了数量级的提高,样品和试剂消耗量仅仅只有pL级,为生物样品的分析中提供了新的方法。 表面改性是提高芯片毛细管电泳分离生物大分子性能的关键技术。本文的目的是建立玻璃芯片上长寿命、耐侵蚀的永久涂层的制作方法、用芯片毛细管电泳分离和鉴定DNA片段、并以谷胱甘肽(GSH)和活性氧(ROS)作为模型化合物,研究在芯片毛细管电泳同时测定单细胞内二种不同标记物质的方法。 本文第一章综述了毛细管电泳/微流控芯片的表面预处理和涂层技术、芯片毛细管电泳分析DNA片段和单细胞内容物的现状和发展。 第二章研究了在玻璃微流控芯片上制作长寿、耐蚀的永久性涂层方法。为了提高涂层的成品率,首次提出了用罗丹明123和荧光素钠的混合样的电泳迁移时间来控制芯片微通道预处理的效果,使不同来源、不同表面状态的芯片的在预处理后硅羟基密度基本一致。进一步用甲醇和HCl的混合液在高温下处理芯片,提高了玻璃表面硅羟基的产率。通过使用聚合线性聚烯酰胺、单体、引发剂的混合液充入硅烷化的微流控芯片中,制得了耐蚀、高寿命的涂层。在弱碱性条件下浸泡一周也未发现涂层性能降低;对未除盐的PCR产物也显示了抗侵蚀能力,在此涂层进行了309次DNA分析,分析性能也未见下降。 第三章研究了微流控芯片上分析DNA片段的各参数,重点对筛分介质浓度、电场强度、分离距离等做了优化,在优化的条件下对PCR扩增的单链抗体(ScFv)片段做了分析鉴定。大大提高了分析速度,提高了鉴定DNA片段的准确度。 第四章首次将衍生剂NDA加入电泳缓冲液,动态标记了单细胞中的谷胱甘肽。通过液压结合低电场进样,提高单细胞的进样速度和长期稳定性。细胞溶膜后GSH在分离通道中移动0.5cm就能与电泳缓冲液中NDA反应完全。分离效率高达2.4×10~6/米,与脱线衍生无显著差异。细胞动态和脱线衍生时GSH的迁

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 芯片上涂层的制作

1.2.1 表面预处理

1.2.2 物理吸附涂层

1.2.2.1 聚二甲基丙烯酰胺(PDMA)

1.2.2.2 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)

1.2.2.3 聚乙烯基氧化物(PEO)

1.2.2.4 纤维素衍生物

1.2.3 永久涂层(化学改性)

1.2.3.1 表面脱水

1.2.3.2 表面硅烷化

1.2.3.3 表面聚合

1.3 微流控芯片上DNA的分析

1.3.1 芯片毛细管电泳DNA分析技术的进展

1.3.2 芯片毛细管电泳在分子诊断中的中的应用

1.3.3 筛分介质的选择

1.4 芯片毛细管电泳分析单细胞内组分

1.4.1 引言

1.4.2 芯片毛细管电泳进行单细胞内组分的研究

1.4.2.1 细胞溶膜

1.4.2.2 细胞衍生

1.4.2.3 检测技术

1.4.2.4 微流控芯片上细胞操控以及胞内成分分析

1.4.2.5 细胞释放物对单细胞电泳迁移时间的影响

1.5 参考文献

第二章 微流控芯片上制作耐蚀的涂层的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器

2.2.2 样品及试剂

2.2.3 玻璃芯片的制作

2.2.4 实验方法

2.2.4.1 芯片的涂层

2.2.4.2 凝胶电泳

2.2.4.3 微流控芯片的电渗流测量

2.3 结果与讨论

2.3.1 芯片微通道的预处理和硅羟基密度评估

2.3.2 微通道表面脱水时HCl和甲醇的作用

2.3.3 硅烷化

2.3.4 丙烯酰胺涂层

2.3.5 涂层的耐侵蚀性和寿命

2.3.6 机理探讨

2.4 总结

2.5 参考文献

第三章 微流控芯片毛细管电泳快速鉴定LC-1单链抗体DNA片段

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器

3.2.2 样品及试剂

3.2.3 实验方法

3.2.3.1 玻璃微流控芯片涂层的制作

3.2.3.2 玻璃微流控芯片分离DNA

3.3 结果与讨论

3.3.1 筛分介质的选择

3.3.2 HPMC-50浓度优化

3.3.3 分离距离的优化

3.3.4 电场强度的优化

3.3.5 ScFv PCR产物的分析

3.4 总结

3.5 参考文献

第四章 微流控芯片中NDA在线动态衍生测定单细胞中谷胱甘肽

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 仪器

4.2.2 试剂

4.2.3 细胞样品制备

4.2.4 标准溶液的测定

4.2.5 红细胞内GSH的直接测定

4.3 结果与讨论

4.3.1 单细胞进样

4.3.2 细胞内GSH的在线动态衍生

4.3.3 在线动态衍生速度

4.3.4 GSH标准溶液的在线衍生

4.3.5 蛋白质吸附的影响

4.3.6 应用实例

4.4 总结

4.5 参考文献

第五章 微流控芯片上同时测定单细胞中谷胱甘肽和活性氧

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 试剂

5.2.2 样品制备

5.2.3 微流控芯片的加工

5.2.4 实验设备

5.2.5 实验步骤

5.2.5.1 单细胞分析

5.2.5.2 标准曲线

5.3 结果与讨论

5.3.1 ROS的细胞内衍生和GSH的在线衍生

5.3.2 芯片设计

5.3.3 样品槽结构对于单细胞进样速度的影响

5.3.4 单细胞中GSH和ROS的定量

5.4 结论

5.5 参考文献

致谢

附录

发布时间: 2005-10-26

参考文献

• [1].阳离子纤维素衍生物在毛细管电泳中的应用研究[D]. 黄迪惠.武汉大学2014
• [2].毛细管电泳在药物分析中的应用研究[D]. 刘海兴.吉林大学2004
• [3].毛细管电泳—安培检测联用技术及其应用研究[D]. 王清江.华东师范大学2004
• [4].毛细管电泳——电化学检测技术在食品和中药分析中的应用研究[D]. 彭友元.华东师范大学2004
• [5].某些生物活性肽的毛细管电泳行为研究[D]. 黄颖.福州大学2005
• [6].常规及微型化毛细管电泳—安培检测技术及其应用研究[D]. 楚清脆.华东师范大学2005
• [7].提取方法及毛细管电泳法在中药研究中的应用[D]. 周新.吉林大学2005
• [8].以毛细管电泳为基础的蛋白组分离技术初步研究[D]. 杨春.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2004
• [9].非接触电导检测器的研制及其在毛细管电泳中的应用研究[D]. 谭峰.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2005
• [10].芯片毛细管电泳负压进样及样品堆积的研究[D]. 张磊.浙江大学2006

相关论文

• [1].微通道电泳芯片系统的原理、方法和应用研究[D]. 金庆辉.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）2002
• [2].聚合物微流控芯片在生物分析中的应用研究[D]. 屈海云.复旦大学2005
• [3].微流控芯片加工和试样引入技术的研究[D]. 贾志舰.浙江大学2005
• [4].微流控芯片液-液萃取和多相层流技术的研究[D]. 陈宏.浙江大学2005
• [5].微流控芯片电泳分析基础研究[D]. 王辉.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2005
• [6].芯片电泳系统研制与应用研究[D]. 周小棉.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）2005
• [7].微流控芯片上单细胞分析的研究[D]. 孙悦.浙江大学2006
• [8].芯片毛细管电泳负压进样及样品堆积的研究[D]. 张磊.浙江大学2006
• [9].微流控芯片毛细管电泳连续试样引入技术的研究[D]. 何巧红.浙江大学2006
• [10].热塑性聚合物微流控芯片制作、表面改性及在DNA分析应用中的研究[D]. 杜晓光.东北大学2006

标签：微流控芯片论文;  涂层论文;  单细胞分析论文;