微流控芯片电化学发光检测

微流控芯片电化学发光检测

论文摘要

第一章,简单介绍了微流控芯片的基本原理。对微流控芯片检测技术(包括激光诱导荧光法、电化学法、化学发光法和质谱法),联吡啶钌修饰电极的制备方法,重点是Ru(bpy)32+固定化的主要方法(包括Langmuir-Blodgett膜法、自组装膜法、聚合物膜法和溶胶-凝胶法)进行了详细的综述。第二章,我们研制了基于玻璃芯片的微流控芯片电化学发光检测系统,并在该系统上,以自制的碳纤维簇微盘电极为工作电极,Ru(bpy)32+为发光试剂,研究了电化学发光检测三丙胺的最佳条件,分别为:pH 7.6,3.00×10(-2 mol·L-1磷酸缓冲溶液,分离电压为1.3 kV,检测电势为1.2 V,Ru(bpy)32+的浓度为1.00×10-3mol·L-1,进样电压为1.0 kV,进样时间10 s。将1.0×10-4mol·L-1三丙胺标准溶液连续进样7次,得到三丙胺电化学发光信号强度和迁移时间的相对标准偏差(RSD)分别为2.6%和0.67%。第三章研制了一种通过CNT/Nafion复合膜将发光试剂Ru(bpy)32+固定在ITO电极表面的电化学发光超微电极,并测定了三丙胺,得到的线性范围为1.00×10-8- 5.00×10-6mol·L-1,线性回归系数为0.9986,浓度检测限为2.6×10-90 mol·L-1(S/N=3)。将1.00×10-7mol·L-1三丙胺溶液连续扫描7次,得到电化学发光信号的相对标准偏差(RSD)为2.3%,说明该电极具有良好的电化学发光信号,且重现性好、响应时间快等优点。虽然该修饰电极的复合膜面积较小,与微流控芯片的分离通道尺寸相符,但实验过程中,该修饰电极上的CNT/Nafion复合膜易出现脱落现象。因此,这种修饰电极不可用于微流控芯片电化学发光检测中。第四章,研制了一种用AuNPs/Cys复合膜固定酯化Ru(bpy)32+的电化学发光超微电极,它是采用AuNPs/Cys复合膜成功地将酯化联吡啶钌固定在巯基覆盖ITO电极表面。该电极具有良好的电化学发光信号,因此用于测定了三丙胺,得到的线性范围为1.00×10-8-1.00×10-5mol·L-1,线性回归系数为0.9934,浓度检测限为3.5×10-9mol·L-1(S/N=3)。将1.00×10-8mol·L-1三丙胺溶液连续扫描7次,得到电化学发光信号的相对标准偏差(RSD)为1.9%,实验过程中,该修饰电极上的AuNPs/Cys复合膜无脱落现象,说明修饰电极的稳定性较好。同时ITO电极上AuNPs/Cys复合膜面积大小与微流控芯片的分离通道尺寸相符,所以AuNPs/Cys/酯化Ru(bpy)32+修饰的ITO电极可用于微流控芯片电化学发光检测中。第五章,采用自制的微流控芯片电化学发光检测装置,以碳纤维簇微盘电极为工作电极,Ru(bpy)32+为发光试剂测定了单个人白血病细胞中谷胱甘肽的含量。确定了检测谷胱甘肽的最佳检测条件是:Ru(bpy)32+的浓度5.00×10-3mol·L-1,缓冲溶液为pH=7.4的2.00×10-2mol·L-1磷酸缓冲溶液,分离电压为1.3 kV,检测电势为1.4 V(vs. Ag/AgCl),进样电压为1.0 kV,进样时间15 s。在此条件下,得到谷胱甘肽的线性范围为5.00×10-7-1.00×10-5mol·L-1,线性回归系数为0.9976,检测限可达1.7×10-7mol·L-1(S/N=3)。5.00×10-7mol·L-1谷胱甘肽标准溶液连续进样7次平行测定的迁移时间与电化学发光强度的相对标准偏差(RSD)分别为0.85%和2.8%。采用该方法将单个细胞通过电迁移导入芯片的双T交叉点,在1.0 kV的电压下白血病细胞迅速溶膜,溶膜后细胞中的组分在微流控芯片中得到分离并检测。用上述方法测得人白血病细胞中谷胱甘肽的含量为0.158-1.32 fmol。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 微流控芯片毛细管电泳
  • 1.1.1 微流控芯片毛细管电泳的基本原理
  • 1.1.2 微流控芯片的检测技术
  • 1.2 联吡啶钌修饰电极的制备方法
  • 1.2.1 Langmuir-Blodgett 膜法
  • 1.2.2 自组装膜法
  • 1.2.3 聚合物膜法
  • 1.2.4 溶胶-凝胶法
  • 1.3 微流控芯片电化学发光技术展望
  • 参考文献
  • 第二章 微流控芯片电化学发光检测三丙胺
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 仪器
  • 2.2.2 材料与试剂
  • 2.2.3 实验方法
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 PDMS 芯片和玻璃芯片的选择
  • 2.3.2 缓冲液pH 值的选择
  • 2.3.3 缓冲液浓度的选择
  • 2.3.4 分离电压的选择
  • 2.3.5 检测电势的选择
  • 32+浓度的选择'>2.3.6 Ru(bpy)32+浓度的选择
  • 2.3.7 三丙胺的典型发光图和重现性
  • 2.4 结论
  • 参考文献
  • 第三章 碳纳米管/Nafion 复合膜修饰电极电化学发光研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 仪器
  • 3.2.2 材料与试剂
  • 3.2.3 实验方法
  • 3.3 结果与讨论
  • 32+修饰电极的电化学行为'>3.3.1 CNT/Nafion/Ru(bpy)32+修饰电极的电化学行为
  • 32+修饰电极的电化学发光行为'>3.3.2 CNT/Nafion/Ru(bpy)32+修饰电极的电化学发光行为
  • 3.3.3 线性范围、检测限及修饰电极的重现性
  • 3.4 结论
  • 参考文献
  • 第四章 AuNPs/巯基乙胺复合膜修饰电极电化学发光研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 仪器
  • 4.2.2 材料与试剂
  • 4.2.3 实验方法
  • 4.3 结果与讨论
  • 32+修饰电极的电化学发光行为'>4.3.1 AuNPs/Cys/酯化Ru(bpy)32+修饰电极的电化学发光行为
  • 4.3.2 线性范围、检测限及修饰电极的重现性
  • 4.4 结论
  • 参考文献
  • 第五章 微流控芯片电化学发光检测单个人白血病细胞中的谷胱甘肽
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验部分
  • 5.2.1 仪器
  • 5.2.2 材料与试剂
  • 5.2.3 实验方法
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 谷胱甘肽的循环伏安特性和电化学发光特性
  • 5.3.2 谷胱甘肽检测条件的选择
  • 5.3.3 谷胱甘肽的线性范围、检测限及重现性
  • 5.3.4 单个人白血病细胞(K562 细胞)中谷胱甘肽含量的测定
  • 5.4 结论
  • 参考文献
  • 结论
  • 符号与缩写
  • 致谢
  • 攻读学位期间已发表和待发表的相关学位论文题录
  • 相关论文文献

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