微流控芯片電解質(zhì)介導(dǎo)連接在柱式電導(dǎo)檢測(cè)論文

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1、微流控芯片電解質(zhì)介導(dǎo)連接在柱式電導(dǎo)檢測(cè)論文童艷麗李偶連劉翠李想楊秀娟陳纘光【摘要】研制了一種新型在柱式微流控芯片電導(dǎo)檢測(cè)裝置，利用電解質(zhì)介導(dǎo)連接分離樣品和檢測(cè)電極，避免了電極的污染和中毒。在芯片的分離通道上設(shè)有雙T型通道和十字型通道，分別用于進(jìn)樣和檢測(cè)。檢測(cè)電極分別置于十字通道口兩端的儲(chǔ)液池中，電極與芯片相互獨(dú)立，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置，便于電極的更換和清洗。采用緩沖溶液作介導(dǎo)電解質(zhì)，減小了因兩者濃度或種類不同而導(dǎo)致的基線漂移。與非接觸電導(dǎo)接觸相比.freelmol/LMESHis(pH5.8)的緩沖體系下，K+與Na+的檢出限分別為0.5和0

2、.1μmol/L?！娟P(guān)鍵詞】電導(dǎo)檢測(cè)，微流控芯片，芯片毛細(xì)管電泳AbstractAnenconductivitydetectionformicrochipcapillarybasedontheaccessionalsolutionconductorbetinatelargedriftsofthedetectionsignals,thatbecausedifferentpositionorconcentrationcanleadtotransportprocesses(diffusionandelectromigration)betedia

3、tor.TheseparationchannelincorporatedadualTandacruxchannel,dualTpleintroduction,andthecruxchannelethodavoidsintegratingthesensingelectrodesdirectlyple.Itnotonlyavoidselectrodereactionsbutalsoisconvenientformol/LMESHis(pH5.8),thedetectionlimitsol/LforK+andNa+.Keyicroch

4、ip,chipelectrophoresis1引言近年來(lái)，微流控芯片技術(shù)發(fā)展迅速。微流控芯片中常用的檢測(cè)方式有紫外吸收檢測(cè)、激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)1,2、化學(xué)發(fā)光檢測(cè)3、電導(dǎo)檢測(cè)4~7、安培檢測(cè)8,9和電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)10等，電導(dǎo)檢測(cè)易微型化和集成化，通用性強(qiáng)，所以頗受關(guān)注。電導(dǎo)檢測(cè)分接觸式4和非接觸式5~7兩種。在接觸式電導(dǎo)檢測(cè)裝置中，電極容易污染和中毒，檢測(cè)性能受到影響。非接觸電導(dǎo)檢測(cè)可避免上述問(wèn)題，但芯片加工和制作復(fù)雜。利用電解質(zhì)介導(dǎo)連接檢測(cè)電極與樣品，也是一種避免電極污染和鈍化的方法11。ES，上海生工生物工程有限公司）；組氨酸（His，

5、上海潤(rùn)捷化學(xué)試劑有限公司）；三羥甲基氨基甲烷（Tris，分析純，香港分裝）；其它試劑為分析純（廣州化學(xué)試劑廠）。溶液用二次蒸餾水配制，使用前超聲脫氣10min，并用0.22μm孔徑的濾膜過(guò)濾。2.2芯片材料與結(jié)構(gòu)芯片的材料為玻璃，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。芯片的通道寬70μm，深50μm；蛇形分離通道長(zhǎng)110mm，有效分離長(zhǎng)度（h~g）100mm，檢測(cè)通道（e~f）長(zhǎng)為10mm(g~f:2.5mm,.freelm)；雙T型進(jìn)樣通道間距（h~i）為0.25mm。儲(chǔ)液槽a和b用于放置分離電極，儲(chǔ)液槽c和d用于放置進(jìn)樣電極，儲(chǔ)液槽e和f用于放置檢測(cè)電極

6、。2.3實(shí)驗(yàn)方法整個(gè)檢測(cè)裝置放置在水平桌面上，芯片每次使用前依次用0.1mol/LNaOH、蒸餾水和緩沖溶液分別沖洗10、5和10min。將微通道充滿緩沖溶液，然后于每個(gè)儲(chǔ)液槽中注入25μL緩沖溶液，再將電極插于相應(yīng)的儲(chǔ)液槽中平衡5min。隨后樣品槽中的溶液換成相同體積的樣品溶液，盡量確保各槽液面間平衡。最后進(jìn)行電泳實(shí)驗(yàn)，采用300V電壓進(jìn)樣10s，根據(jù)需要采用適當(dāng)?shù)姆蛛x高壓分離檢測(cè)。3結(jié)果與討論3.1裝置設(shè)計(jì)整個(gè)裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，檢測(cè)電極(激發(fā)電極和接收電極)分別與外置的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)放大器連接，除函數(shù)信號(hào)發(fā)生器外，其它元件都集成在密

7、閉的金屬盒內(nèi)。進(jìn)樣電壓和分離電壓都由外置高壓電源提供。電路連接關(guān)系如圖1所示。檢測(cè)時(shí)，電極置于相應(yīng)的儲(chǔ)液槽中，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(正弦波)按照設(shè)定的頻率和電壓施加在ef通道上，接收電極所獲得的電流信號(hào)經(jīng)檢測(cè)器中的CV轉(zhuǎn)換后，再通過(guò)整流和放大，最終將檢測(cè)信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)中。芯片檢測(cè)通道的內(nèi)徑和分離通道的內(nèi)徑相同，目的是為了在保證檢測(cè)容積量的同時(shí)盡量減小分離組分在ef通道中的擴(kuò)散現(xiàn)象。由于ef通道和ab通道間相互連通，分離電場(chǎng)中存在的少量交流信號(hào)即可干擾ef通道中的信號(hào)檢測(cè)，因而在高壓零線上分出一只帶有100pF電容的線路接地，濾過(guò)分離電場(chǎng)中存在

8、的少量交流電場(chǎng)，而不影響其直流電場(chǎng)。3.2介導(dǎo)電解質(zhì)選擇裝置通過(guò)電解質(zhì)介導(dǎo)連接分離通道和檢測(cè)通道，因此電解質(zhì)的選擇是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)分別選用與分離緩沖溶液不同和相同種類、濃度的溶液作介導(dǎo)