论文题目: 顺序注射—微流控分离、反应系统联用技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 检测技术与自动化装置
作者: 徐章润
导师: 方肇伦
关键词: 顺序注射,微流控芯片,外界与芯片接口,毛细管电泳,固相反应器,聚合酶链反应,激光诱导荧光,化学发光
文献来源: 东北大学
发表年度: 2005
论文摘要: 尽管微流控分析技术在过去的十余年中取得飞速发展，但在试样引入、换样及前处理方面的研究仍十分薄弱。顺序注射(Sequential iniection，SI)技术已发展成为自动分析和在线试样处理的重要手段。SI系统较容易实现自动化，能提供稳定的液流和较低的流速，使用微量注射泵可以精确地计量μL级、甚至亚μL级试样。将SI与微流控系统联用，是解决其试样引入与前处理问题的一个有效方法。本文使用通用的SI设备作为试样传输、换样手段，进行了SI与微流控芯片电泳分离技术、微流控芯片固相反应技术、微流控芯片PCR液相反应技术联用系统的研究，进一步展示了这一联用技术的有效性与优越性。 在SI-微流控芯片电泳分离联用系统中，以SI设备作为外界试样引入手段，在玻璃微流控芯片上研制了落滴型接口，通过该接口实现外界试样与芯片系统的连接，同时达到芯片电泳系统和SI系统电隔离目的。提出了芯片同侧激光聚焦激发和光纤收集传导荧光的创新激光诱导荧光(Laser induced fluorescence，LIF)检测系统，有效地简化了光学结构、减小了检测器体积，研制成功SI连续试样引入-芯片毛细管电泳分离-小型LIF检测分析仪。该系统用于芯片毛细管电泳分离Cy5荧光染料，峰高RSD为1.9％(n=11)，试样通量35／h，相邻试样携出＜4％。 在SI-微流控芯片固相反应联用系统中，采用SI常规设备与集成固相反应器的微流控系统直接联用，通过降低SI系统处理试样的体积和流速，同时增大微流控系统的结构尺寸，解决了SI与微流控系统在流体操控规模上的差异。首次提出了利用PDMS固定控制多孔玻璃活性微粒的方法，在芯片上形成比表面积大、流动阻力低的固相酶反应器，保证了SI与微流控系统的成功联用。还在微流控通道中加工了混沌混合结构，提高了试剂／试样／载流的混合效率。SI与微流控系统联用进行芯片上的固相酶反应和化学发光反应，测定了模型分析物葡萄糖。进样体积为10μL时，葡萄糖试样的检出限为10μM(3σ)，精度为3.1％RSD(n=7，0.2mM)。分析通量为20样／h时的试样携出小于5％。
论文目录:
独创性声明
学位论文版权使用授权书
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 导论
1.1 引言
1.2 微流控分析技术
1.2.1 微流控芯片毛细管电泳技术
1.2.1.1 芯片毛细管电泳的特点
1.2.1.2 芯片毛细管电泳常用进样技术
1.2.2 微流控芯片中的试样引入技术
1.2.2.1 静止式试样引入
1.2.2.2 连续式试样引入
1.2.3 微流控分析系统中的液相微反应器
1.2.3.1 微室静态PCR微反应器
1.2.3.2 连续流动pCR微反应器
1.2.4 微流控分析系统中的固相微反应器
1.2.4.1 开口式微反应器
1.2.4.2 填充式微反应器
1.2.4.3 整体柱式微反应器
1.3 流动/顺序注射-微流控系统联用技术
1.3.1 微流控流动注射分析的研究进展
1.3.2 流动/顺序注射-微流控系统联用技术研究进展
1.4 本论文工作目的及设计思想
第二章 顺序注射连续试样引入-芯片电泳分离小型激光诱导荧光检测系统的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 仪器和装置
2.2.1.1 硬件部分
2.2.1.2 软件部分
2.2.2 试剂和试样
2.2.3 玻璃微流控芯片的制作
2.2.4 实验步骤
2.3 结果与讨论
2.3.1 SI试样引入芯片接口的设计
2.3.1.1 落滴式试样引入-直接电迁移进样方式
2.3.1.2 落滴式试样引入-电动夹流进样方式
2.3.2 小型 LIF检测器的设计
2.3.2.1 激光器的选择
2.3.2.2 光路结构的选择
2.3.2.3 光纤的选择
2.3.2.4 滤光片的选择
2.3.2.5 透镜的选择
2.3.2.6 入射激光与光纤之间角度的设计
2.3.2.7 芯片平台的设计
2.3.3 仪器总体设计
2.3.4 分析性能
2.4 小结
第三章 顺序注射-集成固定化酶反应器的微流控芯片化学发光检测系统研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂和材料
3.2.2 仪器与装置
3.2.3 微流控芯片的制作
3.2.3.1 玻璃基片制作
3.2.3.2 PDMS薄片的制作
3.2.3.3 PDMS厚片表面固定 CPG微粒
3.2.3.4 微流控芯片的组装
3.2.4 操作过程
3.3 结果与讨论
3.3.1 顺序注射-微流控固相反应系统联用的总体设计思路
3.3.2 PDMS固定微粒反应器设计思路
3.3.3 微混合系统的选择
3.3.4 SI-微流控系统联用 CL测定葡萄糖的实验参数影响
3.3.4.1 试剂浓度和流速的影响
3.3.4.2 试样流速和体积的影响
3.3.5 SI-微流控系统联用 CL法测定葡萄糖的分析性能
3.4 小结
第四章 顺序注射-循环流动芯片 PCR联用系统的初步研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂与材料
4.2.2 仪器与装置
4.2.3 PCR芯片制作
4.2.3.1 挤压驱动循环流动 PCR芯片的制作
4.2.3.2 热对流循环流动 PCR芯片的制作
4.2.4 实验过程
4.2.4.1 挤压驱动循环 PCR操作过程
4.2.4.2 热对流驱动循环 PCR操作过程
4.2.4.3 常规 PCR操作过程
4.2.4.4 PCR产物的分离分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 SI与循环流动芯片 PCR联用设计思想
4.3.2 往复循环流动芯片 PCR的初步探索
4.3.3 挤压驱动循环流动芯片 PCR的设计
4.3.4 热对流驱动循环流动芯片 PCR的设计
4.3.5 加热方式的选择
4.4 小结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表论文目录
发布时间: 2006-10-25
参考文献
- [1].微流控分析系统中微流体驱动技术的研究[D]. 关艳霞.东北大学2006
- [2].微流控分析系统中基本物理参数测量技术的研究[D]. 戴敬.东北大学2005
- [3].机器油液微流控检测技术研究[D]. 张艳彬.南京航空航天大学2007
- [4].基于微流控芯片的微纳光纤传感器研究[D]. 李志勇.浙江大学2015
- [5].基于流体分配的微加工方法及其应用研究[D]. 邢济尧.哈尔滨工业大学2017
- [6].基于微液滴纸喷雾离子化的“质谱传感器”的构建与应用[D]. 刘武.清华大学2015
相关论文
- [1].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
- [2].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
- [3].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
- [4].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
- [5].微流控分析系统中微流体驱动技术的研究[D]. 关艳霞.东北大学2006
- [6].微流控分析系统中基本物理参数测量技术的研究[D]. 戴敬.东北大学2005
- [7].化学发光微流控传感器芯片和微流动注射芯片的研究[D]. 何德勇.西南大学2006
- [8].微流控芯片及有机发光二极管荧光检测系统的研究[D]. 姚波.清华大学2006
- [9].微流控高通量试样引入系统及其应用研究[D]. 杜文斌.浙江大学2007
- [10].基于微流控芯片的分析检测系统研究[D]. 刘菁.中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）2007
标签：顺序注射论文; 微流控芯片论文; 外界与芯片接口论文; 毛细管电泳论文; 固相反应器论文; 聚合酶链反应论文; 激光诱导荧光论文; 化学发光论文;