微流控芯片流動(dòng)注射氣體擴(kuò)散分離及光度檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、微流控芯片上試樣前處理技術(shù)的研究是目前微流控分析系統(tǒng)中最為活躍的研究領(lǐng)域之一，但氣體擴(kuò)散分離作為流動(dòng)注射常用的試樣前處理方法之一，在微流控芯片上研究的較少。微流控芯片上實(shí)現(xiàn)流動(dòng)注射氣體擴(kuò)散分離，將流動(dòng)注射氣體擴(kuò)散分離具有的選擇性高的優(yōu)點(diǎn)與微流控芯片具有的試樣與試劑消耗顯著降低的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，可使氣體擴(kuò)散分離系統(tǒng)小型化，在消耗更少試樣的條件下，完成試樣前處理。本文建立了微流控芯片流動(dòng)注射氣體擴(kuò)散分離系統(tǒng)，并對在該系統(tǒng)中分別采用吸光度檢測、液

2、芯波導(dǎo)長光程檢測、反射光度檢測、以及用毛細(xì)．蒸發(fā)作用力微泵代替機(jī)械泵作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 本文中提出了一種可通過反應(yīng)對溶液中組分實(shí)現(xiàn)選擇性氣化的微流控芯片流動(dòng)注射氣體擴(kuò)散分離測定系統(tǒng)。提出了一套三層結(jié)構(gòu)微流控芯片的加工方法，在玻璃片上加工微反應(yīng)通道，用聚二甲基硅氧烷[poly(dimethylsiloxane)，PDMS]加工透氣膜和具有接收氣體微通道的底片，實(shí)現(xiàn)了生成氣體的化學(xué)反應(yīng)、生成的氣體擴(kuò)散分離和檢測在同一微芯片上

3、的集成化。采用了文獻(xiàn)報(bào)道的一種新的縫管陣列進(jìn)樣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)樣，以吸光度法測定溶液中NH?！?yàn)證系統(tǒng)性能。進(jìn)樣體積為200 nL時(shí)，系統(tǒng)對NH<,4><'+>的檢出限為14μM(3σ)，峰高精度為3.7％。RSD(n=9)，分析通量為60樣/h。 在微流控芯片流動(dòng)注射氣體擴(kuò)散分離系統(tǒng)中，提出了液芯波導(dǎo)毛細(xì)管與微流控芯片耦合的方法，增加了吸收池檢測光程，光程由μm級增長到cm級，使檢測靈敏度提高。該系統(tǒng)用于溶液中NH<,4>

4、<'+>的檢測，使用長2 cm、內(nèi)徑50 μm全Teflon AF液芯波導(dǎo)毛細(xì)管作為吸收檢測池，進(jìn)樣體積為100 nL時(shí)，NH<,4><'+>的檢出限為40μM(3σ)，精度為5.4％RSD(n=5)，分析通量為60樣/h。 在微流控芯片順序注射氣體擴(kuò)散分離系統(tǒng)中，提出了利用PDMS片由預(yù)聚體和固化劑固化而成的制作方法，將鍵合固定有酸堿指示劑的pH試紙片固定在微流控芯片接收通道檢測區(qū)，實(shí)現(xiàn)了固定化試劑反射面在微通道中的固定。建

5、立了微流控芯片順序注射氣體擴(kuò)散分離固定化試劑反射光度檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與透射吸光度檢測原理不同的另一種光度檢測，有效地節(jié)省了反應(yīng)試劑、減少了試劑對試樣的稀釋、簡化了流路。用該系統(tǒng)測定了溶液中NH<,4><'+>，采用光電倍增管檢測，進(jìn)樣體積為400 nL時(shí)，NH<,4><'+>的檢出限為400μM(3σ)，精度為3.5％RSD(n=9)，分析通量為36樣/h；采用光電管檢測，進(jìn)樣體積為400 nL、停留30 s時(shí)，NH<,4><'+>的檢