化学发光微流控传感器芯片和微流动注射芯片的研究

论文摘要

微流控芯片（microfluidic chip）又称微全分析系统（micro total analysis system，μTAS）或芯片实验室（Lab on a chip），它是以分析化学理论和方法为基础，以微机电加工技术（micro-electromechanical system，MEMS）为依托，以微管道网络为结构特征，以生命科学和环境科学为主要应用对象，将分析化学操作的整个程序（包括取样、分离、化学反应和检测）或部分程序都集成在芯片材料上，甚至能集成几百台仪器于一个芯片上。微流控芯片不但使珍贵的生物试样与试剂消耗大大降低到微升甚至纳升级，而且使分析速度提高了十倍，百倍，费用却降低了十倍，百倍，从而使分析技术的应用普及到家庭，个人成为可能。它充分体现了当今分析设备微型化，集成化与便携化的发展趋势，为其在生物医学、药物合成筛选、环境检测和保护、卫生检疫和司法鉴定等众多领域的应用提供了广阔的前景。 本论文的研究内容包括化学发光微流控传感器芯片和化学发光微流动注射芯片等两个方面。 1 化学发光微流控传感器芯片的研究 传感器芯片的传统分子识别物质有酶（包括纯酶、动植物组织和细胞）、抗体和受体、核酸、DNA和蛋白质等。这些生物识别物质大都具有高度专一识别能力，用作传感器识别元件具有特异性。但同时这些识别物质具有制备昂贵、容易失活以及实验操作条件苛刻等缺点。分子印迹技术（molecular imprinting technology，MIT）是以目标分子为模板，将功能单体分子与模板分子通过共价键或非共价键的方式形成可逆复合物，再加入交联剂和引发剂进行聚合反应将模板分子交联固定，最后将模板分子提取出来，形成具有与模板分子空间结构互补并具有多重作用位点的三维孔穴的分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymer，MIP）。分子印迹聚合物具有可以和生物识别物质相媲美的专一识别能力以及其制作简单，耐酸碱热等特点，已广泛的运用于了传感器的设计中。 分子印迹聚合物应用于芯片的研究，主要集中在阵列芯片、SPR传感器芯片、QCM传感器芯片和微固相萃取芯片等方面。将分子印迹聚合物作为分子识别物质，构建微流控传感

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 化学发光微流控分子印迹传感器芯片的研究
• 第一节 微流控芯片概述
• 1 微流控芯片的制作
• 2 微流控芯片的进样方式及液流的控制
• 3 检测方法
• 3.1 电化学检测法
• 3.1.1 安培法
• 3.1.2 电导法
• 3.1.3 电位法
• 3.2 光学检测方法
• 3.2.1 激光诱导荧光法
• 3.2.2 光度法
• 3.2.3 化学发光法
• 3.3 质谱法
• 3.4 其他检测法
• 4 微流控芯片的应用
• 4.1 DNA分离与测序
• 4.1.1 DNA分析
• 4.1.2 DNA测序
• 4.2 蛋白质分析
• 4.3 临床分析
• 4.3.1 均相免疫分析
• 4.3.2 非均相免疫分析
• 4.3.3 酶法分析
• 4.3.4 细胞分析
• 4.4 PCR芯片
• 参考文献
• 第二节 化学发光分子印迹传感器芯片测定人血清中特布他林的含量
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 2.3 分子印迹聚合物的制备
• 2.4 芯片的制作
• 2.5 实验装置与步骤
• 3 结果与讨论
• 3.1 分子印迹聚合物的结合特性
• 3.2 化学发光反应的条件
• 3.3 微流控传感器芯片测定的最佳条件
• 3.3.1 流速的影响
• 3.3.2 样品的富集对测定的影响
• 3.3.3 发光试剂的影响
• 3.3.4 洗脱对测定的影响
• 3.4 传感器芯片的分析特性
• 3.5 微流控传感器芯片的选择性
• 3.6 微流控传感器芯片的应用
• 参考文献
• 第三节 基于分子印迹识别的化学发光微流控传感器芯片测定双嘧达莫
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 2.3 分子印迹聚合物的制备
• 2.4 芯片的制作
• 2.5 实验装置与步骤
• 3 结果与讨论
• 3.1 分子印迹聚合物的结合特性
• 3.2 化学发光条件的优化
• 3.3 传感器芯片测定的最佳条件
• 3.3.1 流速的影响
• 3.3.2 样品的富集对测定的影响
• 3.3.3 发光试剂的影响
• 3.3.4 洗脱对测定的影响
• 3.4 微流控传感器芯片的分析特性
• 3.5 微流控传感器芯片的选择性
• 3.6 芯片的应用
• 参考文献
• 第四节 氯丙嗪分子印迹化学发光微流控传感器芯片的研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 2.3 分子印迹聚合物的制备
• 2.4 芯片的制作
• 2.5 实验装置与步骤
• 3 结果与讨论
• 3.1 分子印迹聚合物的结合特性
• 3.2 化学发光条件的选择
• 3.3 传感器芯片测定的最佳条件
• 3.3.1 流速的影响
• 3.3.2 样品的富集对测定的影响
• 3.3.3 发光试剂的影响
• 3.3.4 洗脱对测定的影响
• 3.4 传感器的寿命
• 3.5 传感器芯片的分析特性
• 3.6 传感器芯片的选择性
• 3.7 传感器芯片的分析应用
• 参考文献
• 第五节 没食子酸化学发光微流控分子印迹传感器芯片的研究
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 2.3 分子印迹聚合物的制备
• 2.4 芯片的制作
• 2.5 实验装置与步骤
• 3 结果与讨论
• 3.1 分子印迹聚合物的结合特性
• 3.2 化学发光条件的选择
• 3.3 传感器芯片测定的最佳条件
• 3.3.1 流速的影响
• 3.3.2 样品的富集对测定的影响
• 3.3.3 发光试剂的影响
• 3.3.4 洗脱对测定的影响
• 3.4 传感器芯片的寿命
• 3.5 传感器芯片的分析特性
• 3.6 传感器芯片的选择性
• 3.7 传感器芯片的分析应用
• 参考文献
• 第二章 化学发光微流动注射芯片的研究
• 第一节 化学发光微流动注射芯片测定尿酸
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 仪器
• 2.2 试剂
• 2.3 芯片的加工制作
• 2.4 实验方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 微通道的选择
• 3.2 流速的选择
• 3.3 化学发光条件的选择
• 3.3.1 NaOH浓度和亚铁氰化钾浓度的影响
• 3.3.2 鲁米诺浓度的影响
• 3.3.3 铁氰化钾浓度的影响
• 3.4 干扰实验
• 3.5 分析特性
• 3.6 分析应用
• 参考文献
• 第二节 化学发光微流动注射芯片测定食品中的亚硫酸钠
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 仪器
• 2.2 试剂
• 2.3 芯片的加工制作
• 2.4 实验方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 微通道的选择
• 3.2 流速的选择
• 3.3 化学发光条件的选择
• 3.3.1 Ce（IV）浓度的影响
• 3.3.2 罗丹明6G的影响
• 3.3.3 硫酸的影响
• 3.3.4 表面活性剂的影响
• 3.4 分析特性
• 3.5 干扰实验
• 3.6 分析应用
• 参考文献
• 第三节 化学发光微流动注射芯片测定食品中亚硝酸根
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 仪器
• 2.2 试剂
• 2.3 芯片的加工制作
• 2.4 实验方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 微通道的选择
• 3.2 流速的选择
• 3.3 化学发光条件的选择
• 3.3.1 HCl介质的影响
• 3.3.2 亚铁氰化钾的影响
• 3.3.3 反应时间的影响
• 3.3.4 氢氧化钠浓度的影响
• 3.3.5 鲁米诺浓度的影响
• 3.4 分析特性
• 3.5 干扰实验
• 3.6 分析应用
• 3.6.1 样品处理方法
• 3.6.2 Griess标准方法
• 参考文献
• 第四节 化学发光微流动注射芯片测定雨水中的过氧化氢
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器及设备
• 2.3 微流动注射芯片系统的加工
• 2.4 实验方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 芯片上微反应通道尺寸的影响
• 3.2 流速的影响
• 3.3 二价钴离子浓度的影响
• 3.4 鲁米诺浓度的影响
• 3.5 PH值的影响
• 3.6 标准曲线
• 3.7 干扰研究
• 3.8 样品分析
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢