低成本裂缝进样毛细管电泳芯片的改进及其性能测试【字数：12684】
本文主要是在原有的毛细管电泳芯片的基础上加以改进，制作检测效果更好并且具有溶液预处理功能的毛细管电泳芯片，其方法就是在原有的毛细裂缝处包裹一层醋酸纤维素的薄膜，利用醋酸纤维素薄膜的选择透过性，将待测溶液中的大分子杂质过滤掉，只允许需要检测的物质通过毛细裂缝。本文主要探讨了醋酸纤维素膜的制备以及包膜过程。配置了不同浓度的醋酸纤维素溶液，0.05％、0.1％、0.5％、0.8％、1％、1.5％分别滴于玻璃上通过显微镜和电镜观察成膜情况，结果发现0.8％的醋酸纤维素成膜效果最好。将调节好浓度的醋酸纤维素-丙酮溶液滴加到毛细裂缝处，待丙酮溶液完全挥发后，就在毛细裂缝处形成了一层具有选择透过性的半透膜。检测牛奶中的三聚氰胺，发现包膜后的芯片出均出现了明显的样品吸收峰，比未包膜的芯片具有更好的效果。
目录
1. 前言 1
1.1毛细管电泳芯片概述 1
1.1.1电泳法概述 2
1.1.2电泳芯片装置系统介绍 2
1.1.3电泳芯片工作原理及进样方式 3
1.1.4电泳芯片的优缺点 4
1.2目前毛细管电泳芯片的检测方法 5
1.2.1紫外可见光 5
1.2.2荧光检测法 5
1.2.3电化学检测法 5
1.2.4质谱（MS）法 6
1.3本课题研究的意义 6
2. 实验部分 7
2.1实验概述 7
2.1.1实验所需药瓶 7
2.1.2实验仪器及其设备简介 7
2.1.3试剂的配置 10
2.2实验过程记录 10
2.2.1实验装置的构建材料 10
2.2.2醋酸纤维素成膜效果实验 10
2.2.3芯片的洗涤 10
2.2.4芯片裂缝处快速成膜条件 10
2.2.5膜稳定性的探究 11
2.2.6膜的功效测试 11
3. 结果与讨论 12
3.1毛细裂缝处包 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
膜实验 12
3.1.1不同浓度的醋酸纤维素成膜效果 13
3.1.2背景溶液对膜的影响 17
3.1.3包膜操作的优化 19
3.1.4包膜芯片的分离效果 20
4. 结语 23
参考文献 24
致谢 25
前言
由于世界经济的蓬勃发展，各种检测技术相继问世，各类的检测设备层出不穷。因此，如何能更加准确快速的检测出自己想要的物质，成为各个研究人员所追求的目标。然而，检测技术前期的迅猛发展似乎预示着瓶颈期的到来。如今大多数研究人员在追求高效检测的同时忽略了设备的精巧化。打个比方，为检测一组化学物质中某物质的含量是否超标，所用到的检测设备常常有半房间那么大。似乎是想告诉人们，越大的检测设备才是越好的才是精度越高的。这样的观点严重阻碍了化学检测技术的发展。因此，开发在保证检测准确度的同时而精巧便于携带的检测装置已成为当下首要解决的问题。目前，常见的检测装置如感应检测、压力检测、温度检测等等都已经做到精巧化而方便人们携带。而化学中的化学物质的检测装置目前局限于实验室内，还未普及。因此，制作既精巧又能快速并且准确的检测出物质的检测设备是目前人们关注的主要方向。
1.1毛细管电泳芯片概述
1.1.1电泳法概述
毛细管电泳法是80年代新兴的一种高效液相分离方法，被称为毛细管电泳法，是电泳技术与当代微柱分离技术相结合的产物[1]。它一出现就得到了世界有关研究人员的普遍关心。这一项技术已慢慢成为分析科学领域中最前沿的技术之一，这是一种可以与气相色谱（GC）以及液相色谱（HPLC）等分析技术并肩的一项前沿研究。
Ferabe[2]在1984年就和他的研究团队对胶束电动毛细管色谱的概念进行了总结，第二年又有科学家Hjerten和Zhu对毛细管电泳这一技术提出了全新概念——毛细管等电聚焦电泳。这对于毛细管电泳技术的研究起到了举足轻重的作用。
如今毛细管电泳已经逐渐成为一项囊括多种检测手法的技术，广泛应用于各个领域。其检测方法更是层出不穷，其后将一一介绍。其操作方式也是多种多样，分为手动操作，半自动操作和全自动操作这三种[3]。芯片毛细管电泳技术就是将毛细管电泳技术与芯片电泳技术相结合的一种分离技术。它使用高压直流电场来驱动溶液进入毛细管，形成一个分离通道，是毛细管电泳技术又一大提高[4]。随着时代的发展和科学的进步，人们更加的关注于毛细管的精巧化，旨在制作出既精巧又灵敏度高的毛细管芯片[5]。在未来可预见的新世纪，毛细管检测技术将变成方便快捷，家喻户晓的新型检测技术[6]。
1.1.2电泳芯片装置系统介绍
电泳芯片的装置是由两部分构成，一部分是毛细管电泳芯片，一部分是电泳装置，检测时只需要将待测液滴入芯片中，再加上缓冲溶液，最后放入电泳装置中测即可。
毛细管电泳芯片制作选材：
1、毛细管选材
能用于芯片的材料有塑料、石英、玻璃和陶瓷等，毛细管基本上通常都是用熔融的石英毛细管制成，原因是石英散热性好[7]，及时在测量管道上加再高的温度，也不会导致过热而影响实验数据，其容积小，这样携带更加的便捷，进样量很少，不会导致溶液的浪费，只需要少量的溶剂即可检测出来，再加上其造价低廉等优点，因此都选择内径在25~100μm之间的石英毛细管作为芯片中的毛细管[8]。
芯片选材
由于考虑到制作芯片成本，所以毛细管一般用由玻璃基板制作出的芯片来固定，因为其不但价格低廉，而且有良好的绝缘性，便于实验中实现快速分离[9]。首先选取一块玻璃基板，切割出所需的形状，然后光刻、刻蚀、键合一步到位[10]。制作工艺使材料的密度更加的大，所以待测溶液的PH值不会对渗透流产生影响，其应用前景非常广泛。
电泳装置的基本构造由加压器、电机槽、铂丝电极、毛细管、检测器、温控系统和电源组成[11],如图1.1所示。
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图1.1 电泳装置基本构造图
1.1.3电泳芯片工作原理及进样方式
从八十年代发展至今，毛细管电泳技术的发展就受到了广大人们的密切关注，此技术已经成为分析化学中不可或缺的一部分[12]。在早年间，由于毛细管的内径过大，所以用它来分析检测的物质都比较的单一，因此进样的要求也不是太高。后来随着人们要求不断提高，所要检测的物质日渐繁琐，人们对毛细管电泳技术的要求也越来越高，于是人们不断研究发展以提高毛细管的检测效率，通过改变毛细管的内径，使进样量大大的缩小，于是人们对能满足微进样的毛细管电泳芯片技术有了更高的追求[13]。
目录
1. 前言 1
1.1毛细管电泳芯片概述 1
1.1.1电泳法概述 2
1.1.2电泳芯片装置系统介绍 2
1.1.3电泳芯片工作原理及进样方式 3
1.1.4电泳芯片的优缺点 4
1.2目前毛细管电泳芯片的检测方法 5
1.2.1紫外可见光 5
1.2.2荧光检测法 5
1.2.3电化学检测法 5
1.2.4质谱（MS）法 6
1.3本课题研究的意义 6
2. 实验部分 7
2.1实验概述 7
2.1.1实验所需药瓶 7
2.1.2实验仪器及其设备简介 7
2.1.3试剂的配置 10
2.2实验过程记录 10
2.2.1实验装置的构建材料 10
2.2.2醋酸纤维素成膜效果实验 10
2.2.3芯片的洗涤 10
2.2.4芯片裂缝处快速成膜条件 10
2.2.5膜稳定性的探究 11
2.2.6膜的功效测试 11
3. 结果与讨论 12
3.1毛细裂缝处包 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
膜实验 12
3.1.1不同浓度的醋酸纤维素成膜效果 13
3.1.2背景溶液对膜的影响 17
3.1.3包膜操作的优化 19
3.1.4包膜芯片的分离效果 20
4. 结语 23
参考文献 24
致谢 25
前言
由于世界经济的蓬勃发展，各种检测技术相继问世，各类的检测设备层出不穷。因此，如何能更加准确快速的检测出自己想要的物质，成为各个研究人员所追求的目标。然而，检测技术前期的迅猛发展似乎预示着瓶颈期的到来。如今大多数研究人员在追求高效检测的同时忽略了设备的精巧化。打个比方，为检测一组化学物质中某物质的含量是否超标，所用到的检测设备常常有半房间那么大。似乎是想告诉人们，越大的检测设备才是越好的才是精度越高的。这样的观点严重阻碍了化学检测技术的发展。因此，开发在保证检测准确度的同时而精巧便于携带的检测装置已成为当下首要解决的问题。目前，常见的检测装置如感应检测、压力检测、温度检测等等都已经做到精巧化而方便人们携带。而化学中的化学物质的检测装置目前局限于实验室内，还未普及。因此，制作既精巧又能快速并且准确的检测出物质的检测设备是目前人们关注的主要方向。
1.1毛细管电泳芯片概述
1.1.1电泳法概述
毛细管电泳法是80年代新兴的一种高效液相分离方法，被称为毛细管电泳法，是电泳技术与当代微柱分离技术相结合的产物[1]。它一出现就得到了世界有关研究人员的普遍关心。这一项技术已慢慢成为分析科学领域中最前沿的技术之一，这是一种可以与气相色谱（GC）以及液相色谱（HPLC）等分析技术并肩的一项前沿研究。
Ferabe[2]在1984年就和他的研究团队对胶束电动毛细管色谱的概念进行了总结，第二年又有科学家Hjerten和Zhu对毛细管电泳这一技术提出了全新概念——毛细管等电聚焦电泳。这对于毛细管电泳技术的研究起到了举足轻重的作用。
如今毛细管电泳已经逐渐成为一项囊括多种检测手法的技术，广泛应用于各个领域。其检测方法更是层出不穷，其后将一一介绍。其操作方式也是多种多样，分为手动操作，半自动操作和全自动操作这三种[3]。芯片毛细管电泳技术就是将毛细管电泳技术与芯片电泳技术相结合的一种分离技术。它使用高压直流电场来驱动溶液进入毛细管，形成一个分离通道，是毛细管电泳技术又一大提高[4]。随着时代的发展和科学的进步，人们更加的关注于毛细管的精巧化，旨在制作出既精巧又灵敏度高的毛细管芯片[5]。在未来可预见的新世纪，毛细管检测技术将变成方便快捷，家喻户晓的新型检测技术[6]。
1.1.2电泳芯片装置系统介绍
电泳芯片的装置是由两部分构成，一部分是毛细管电泳芯片，一部分是电泳装置，检测时只需要将待测液滴入芯片中，再加上缓冲溶液，最后放入电泳装置中测即可。
毛细管电泳芯片制作选材：
1、毛细管选材
能用于芯片的材料有塑料、石英、玻璃和陶瓷等，毛细管基本上通常都是用熔融的石英毛细管制成，原因是石英散热性好[7]，及时在测量管道上加再高的温度，也不会导致过热而影响实验数据，其容积小，这样携带更加的便捷，进样量很少，不会导致溶液的浪费，只需要少量的溶剂即可检测出来，再加上其造价低廉等优点，因此都选择内径在25~100μm之间的石英毛细管作为芯片中的毛细管[8]。
芯片选材
由于考虑到制作芯片成本，所以毛细管一般用由玻璃基板制作出的芯片来固定，因为其不但价格低廉，而且有良好的绝缘性，便于实验中实现快速分离[9]。首先选取一块玻璃基板，切割出所需的形状，然后光刻、刻蚀、键合一步到位[10]。制作工艺使材料的密度更加的大，所以待测溶液的PH值不会对渗透流产生影响，其应用前景非常广泛。
电泳装置的基本构造由加压器、电机槽、铂丝电极、毛细管、检测器、温控系统和电源组成[11],如图1.1所示。
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图1.1 电泳装置基本构造图
1.1.3电泳芯片工作原理及进样方式
从八十年代发展至今，毛细管电泳技术的发展就受到了广大人们的密切关注，此技术已经成为分析化学中不可或缺的一部分[12]。在早年间，由于毛细管的内径过大，所以用它来分析检测的物质都比较的单一，因此进样的要求也不是太高。后来随着人们要求不断提高，所要检测的物质日渐繁琐，人们对毛细管电泳技术的要求也越来越高，于是人们不断研究发展以提高毛细管的检测效率，通过改变毛细管的内径，使进样量大大的缩小，于是人们对能满足微进样的毛细管电泳芯片技术有了更高的追求[13]。
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