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毛细管电泳(CE)和微流控芯片是分析科学中前沿的分离分析技术,它们的共同特点是样品用量少、分离效率高、分析速度快,适用于各种复杂样品的微量分析。二者在生命科学、临床医学、药物分析、环境监测、食品分析等领域的应用显示出独特的优势。本文研究了毛细管电泳和微流控芯片的新检测器研制及其在药物分析中的应用,内容主要包括:
⑴分别阐述了毛细管电泳和微流控芯片的发展简史及其各种检测器的研究和应用,阐述了本论文的研究目的和意义。
⑵研制了毛细管电泳同轴型磁导检测器。采用漆包线在75 cm长的毛细管末端缠饶形成一个紧致的宽度仅为2 mm的线圈,线圈外部套一内径为6 mm的磁环,形成了感应线圈,线圈所在的位置为感应区域,即检测位置。线圈与电阻串联后与高频函数信号发生器相连,电阻的两端与高频毫伏表相接。当样品经毛细管分离后流经检测位置时,引起感应线圈的感抗改变,从而改变了线圈与电阻之间的电压分配,通过高频毫伏表检测电阻两端的电压变化产生响应信号。考察了影响检测的因素,如线圈匝数、频率等,分离检测了几种无机离子和氨基酸。对于无机离子,检测限可达200μmol/L,线性范围可达3个数量级,重复6次进样的RSD值为3%。
⑶研究了微流控芯片发光二极管(LED)诱导荧光检测器。所用到的光学元件只包括LED、滤光片和光敏二极管,特点是体积小,成本低,易组装等。该检测器的体积为10 cm×6 cm×8 cm(L×W×H)。真正使微流控芯片荧光检测器微型化。考察了影响检测性能的各种因素,优化了分离系统。采用荧光素钠和荧光素作为标样考察了荧光检测系统性能。对于荧光素和荧光素钠的检测限分别为0.04μmol/L和0.08μmol/L(S/N=3),分别在3.2×10-7-5×10-2 mol/L和8.0×10-7-5×10-2 mol/L的范围内线性范围良好,相关系数为0.9947和0.9965。
⑷研究了微流控芯片荧光—非接触电导双检测系统。该系统可以实现在同一分离通道上同点同时双检测。在荧光检测中,采用LED作为激发光源,一种新的平面型光敏二极管作为荧光接收器,使得检测系统更微型化、便携化。整个检测器分别由独立的五部分组成,即检测电路盒、LED、电极板、芯片及荧光接受模块。荧光和非接触电导双检测的同时进行,为样品同时提供有关荧光和电化学信息,进一步提高样品检测的全面性和准确性。检测器的性能通过检测荧光素钠、无机离子、荧光素及其衍生的几种氨基酸进行评价。对于荧光素钠、FITC及其衍生的精氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸的荧光检测检测限分别为0.02μmol/L,0.05μmol/L,0.16μmol/L,0.15μmol/L,0.12μmol/L,在非接触电导检测中钾离子和钠离子的检测限则分别达到0.58μmol/L和0.39μmol/L。