微型全分析系统(Miniaturized total analytical system，μTAS)，又称为“芯片实验室”(lab on a chip)、微流控分析系统(microfluidic analytical system)，是最近十几年来在微电子技术、生物技术和化学技术等多学科交叉的基础上发展起来的一种新型检测技术。微芯片电泳(microchip electrophoresis)是微全分析系统的一个重要分支，因为分析时间短、样品消耗少、仪器价格低等优点正在成为一种强有力的分离技术。电化学检测技术(ECD)是一个理想的适合于微型化分析系统的检测方法，安培检测法是使用最为广泛的电化学检测方法。工作电极是我们感兴趣的反应发生的地方，它提供分析物在电极上反应产生的电流，强烈影响着整个微流控系统的性能，决定微芯片电泳的结果。本文设计了两种可与微芯片电泳联用的安培检测器，具体内容如下：　　 1.金热电极柱端安培检测器的制备及其应用研究　　 我们研制了一种直流电间接加热的金热电极，即将直径130μm的铜丝漆包线按相反的方向缠绕在直径200μm的金丝上，再将缠有铜丝的金丝用1:1的环氧树脂和固化剂封装。然后，把它们装在塑料外壳中，并在塑料壳和环氧树脂之间留空。环氧树脂和塑料壳间的空气可用作隔热层。金丝的截面作为工作电极，加热器由漆包线制得。我们将其与微电泳芯片联用，提高了电泳芯片的检测灵敏度。在持续加热的情况下，由于热对流的存在，电极表面可以达到固定的温度。电极表面的温度可以通过开路电压法，即测量可逆氧化还原电对在不同温度下的电势差来计算。我们用金热电极对多巴胺(DA)和儿茶酚(CA)进行循环伏安测定，发现电流大小显著升高，峰形更可逆。DA和CA在PDMS芯片上可以在70 s内得到基线分离，在17-40℃内，峰电流增强，检测限降低，没有观察到明显的噪音增加。17℃时，检测限为3.0μM(DA)和7.4μM(CA)，而40℃时检测限为0.9μM(DA)和2.8μM(CA)。DA和CA的检测结果说明，微芯片电泳与加热金电极联用可以提供更好的灵敏度和更低的检测限。　　 2.纳米金膜微电极柱端安培检测器的制备及其应用研究　　 我们首次将纳米金膜微电极和PDDA/PSS修饰的PDMS微电泳芯片联用，进行中性条件下多巴胺和葡萄糖的分离检测。我们研究了纳米金膜微电极的电化学性质。结果表明，纳米金膜电极不仅可以实现中性条件下葡萄糖的分离检测，而且对于多巴胺的检测可以达到比裸电极更好的测量效果。纳米金膜微电极对250μM DA的响应是177 nA，对400μM葡萄糖的响应是48 nA，裸金电极对DA的响应是69 nA，对葡萄糖没有响应。DA的检测限为0.42μM，葡萄糖的检测限为10μM。这是由于纳米金膜电极有更大的表面积和更快的电子传递速率，它表面大量稳定存在的Au*(OH)ads对葡萄糖的电催化氧化起到有效的促进作用。这种中性条件下的无酶检测系统为体内生物检测开辟了新的途径。