芯片電泳分離-電化學(xué)發(fā)光檢測聯(lián)用研究.pdf

1、本文從分析方法和儀器搭建兩方面入手，以體現(xiàn)微流控芯片系統(tǒng)快速高效分離和電化學(xué)發(fā)光檢測高靈敏度為目標(biāo)，進(jìn)行了一些探索性工作：
　　 第一部分，芯片電泳是近年來發(fā)展快速且具有廣泛應(yīng)用前景的新技術(shù)，其中PDMS電泳芯片的表面改性是目前研究的熱點(diǎn)之一。聚苯乙烯微球作為色譜介質(zhì)或被修飾到電泳管道內(nèi)已引起科學(xué)家們的關(guān)注，但將納米級(jí)聚苯乙烯微球固定到PDMS管道內(nèi)尚未見報(bào)道。本文合成了納米級(jí)表面荷正電的聚苯乙烯微球，并采用氣-液界面自組裝的方

2、法將其制備成二維聚苯乙烯微球陣列，然后將該陣列轉(zhuǎn)移至PDMS電泳管道內(nèi)壁上，隨后將聚陰離子-聚苯乙烯磺酸鈉引入管道內(nèi)，通過靜電吸附使管道表面帶有豐富的負(fù)電荷，以改進(jìn)管道內(nèi)壁荷電情況。修飾后的電泳管道電滲流穩(wěn)定，被分析物吸附減少，分離效率顯著提高。將修飾好的電泳芯片與柱端碳盤電極電化學(xué)檢測聯(lián)用，用于多巴胺、5-羥色胺、腎上腺素這3種神經(jīng)遞質(zhì)以及兒茶酚的分離，這4種物質(zhì)在修飾后的管道上達(dá)到了基線分離，其中多巴胺和5-羥色胺的分離度達(dá)到了12

3、.5，顯著優(yōu)于已有文獻(xiàn)報(bào)道。
　　 第二部分，電化學(xué)發(fā)光分析法(ECL)由于其可控性好、靈敏度高、儀器簡單等優(yōu)點(diǎn)已成功應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域。魯米諾是最常見的發(fā)光試劑之一，它具備很好的發(fā)光性能，尤其是有活性氧存在時(shí)強(qiáng)烈增敏其發(fā)光，提供了優(yōu)異的檢測平臺(tái)。魯米諾的電化學(xué)發(fā)光作為酶催化反應(yīng)的信號(hào)輸出，研制ECL生物傳感器是現(xiàn)代分析化學(xué)的前沿領(lǐng)域之一。本文在碳納米管/鐵氰化鉀修飾的鉑電極上吸附膽堿氧化酶(ChOx)，基

4、于魯米諾的電化學(xué)發(fā)光構(gòu)建了一種對(duì)膽堿有靈敏和選擇性響應(yīng)的ECL生物傳感器，實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了傳感器研制和檢測的最佳條件。酶反應(yīng)中產(chǎn)生的過氧化氫增強(qiáng)魯米諾的電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，從而可得到發(fā)光強(qiáng)度與溶液中底物膽堿濃度的線性關(guān)系。對(duì)所制備傳感器分析性能進(jìn)行了表征，并應(yīng)用于大鼠血清中膽堿的檢測。該傳感器顯示了對(duì)膽堿的快速響應(yīng)并具有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性，較寬的線性范圍和更低的檢出限，為膽堿檢測在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一種高性能的新方法。
　　 第三部分

5、，電化學(xué)發(fā)光修飾電極提高和改善了電化學(xué)發(fā)光的分析性能，ITO玻璃作為一種常見修飾電極基底，具有成本低、表面電阻小、光透性好等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在堿性溶液中沒有發(fā)光試劑存在時(shí)，向ITO電極施加脈沖電壓依然可監(jiān)測到發(fā)光信號(hào)，本文對(duì)這一發(fā)光現(xiàn)象及其機(jī)理進(jìn)行了探索。實(shí)驗(yàn)證明：發(fā)光實(shí)體為溶液中的活性氧，而ITO玻璃對(duì)發(fā)光有增強(qiáng)作用，向ITO施加脈沖電壓時(shí)其對(duì)發(fā)光的增強(qiáng)作用更為明顯。量子點(diǎn)作為一種新興的電化學(xué)發(fā)光納米材料，具有高靈敏度、高選擇性、快

6、速和成本低等優(yōu)點(diǎn)。且研究表明，納米金或碳納米管對(duì)量子點(diǎn)電化學(xué)發(fā)光有增強(qiáng)作用。本文合成了水溶性CdTe量子點(diǎn)，并將其與碳納米管和殼聚糖納米復(fù)合材料混合修飾到導(dǎo)電玻璃(ITO)電極上，制備了性能穩(wěn)定的電化學(xué)發(fā)光電極并將其應(yīng)用到分析檢測中。由于不同的研究工作對(duì)電化學(xué)發(fā)光儀器的要求不盡相同，所以至今電化學(xué)發(fā)光研究所用的儀器多由研究者自己自行設(shè)計(jì)、搭建，尤其是電化學(xué)發(fā)光池的設(shè)計(jì)與使用更是如此。本文設(shè)計(jì)了一種基于CdTe量子點(diǎn)納米復(fù)合材料修飾ITO

7、電化學(xué)發(fā)光電極的納升級(jí)微型電化學(xué)發(fā)光檢測池。其特征在于：檢測池體積小、幾無死體積；測試溶液輸入流路正對(duì)工作電極、靈敏度高；ITO玻璃電極兼具發(fā)光池光窗的作用，正對(duì)PMT光窗，光信號(hào)采集效率高。將流動(dòng)注射裝置與該發(fā)光池聯(lián)用，結(jié)合了電化學(xué)發(fā)光的高靈敏度和流動(dòng)注射的實(shí)用性，單流路，簡單高效，并以此為基礎(chǔ)，優(yōu)化了電化學(xué)發(fā)光脈沖電壓、助反應(yīng)劑三乙胺(TEA)的濃度和流動(dòng)注射流速等因素，研究了對(duì)電化學(xué)發(fā)光有猝滅作用的多巴胺的檢測，檢測限為3.6pM

8、，質(zhì)量檢測限達(dá)1.08amol，是目前可檢索文獻(xiàn)中靈敏度最高的方法之一。
　　 第四部分，微型電化學(xué)發(fā)光檢測池研制的終極目標(biāo)就是使之與芯片電泳分離聯(lián)用，以實(shí)現(xiàn)高效分離和高效檢測的結(jié)合。本文對(duì)芯片電泳分離-電化學(xué)發(fā)光檢測聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行了初步研究?？疾炝穗娪靖邏簣鰧?duì)電化學(xué)發(fā)光過程的影響，工作電極和芯片電泳管道出口端的距離等因素，并在此聯(lián)用裝置上實(shí)現(xiàn)了對(duì)多巴胺的檢測。初步研究結(jié)果為下一步研究指明了方向，包括：1、結(jié)合本研究中已經(jīng)采用的聚