聚二甲基硅氧烷微流控芯片表面修飾方法研究與應(yīng)用.pdf

1、芯片毛細(xì)管電泳是微全分析系統(tǒng)的一個重要分支。聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片因制作成本低、制作過程方便快速、光學(xué)透明性好等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。但是，PDMS管道表面負(fù)電荷較少、疏水性強，容易吸附非極性的疏水性物質(zhì)，影響了PDMS芯片毛細(xì)管電泳的進(jìn)一步應(yīng)用。為了有效抑制分析物在芯片通道上的吸附，本文對PDMS分離管道表面進(jìn)行了相應(yīng)的改性處理和修飾，開展了: 1．建立了一種聚電解質(zhì)動態(tài)涂布PDMS微流控芯片上分離抗壞血酸和尿酸的方法。

2、通過靜電作用將聚陽離子PDDA和聚陰離子PSS交替吸附在PDMS通道表面。經(jīng)PDDA和PSS修飾后的PDMS通道，表面親水性得到有效改善，并且獲得了穩(wěn)定、提高了的電滲流。與未經(jīng)修飾的PDMS芯片相比，抗壞血酸和尿酸在PDDA/PSS修飾PDMS芯片上的分離時間大大縮短，分離效率得到明顯提高。系統(tǒng)考察了實驗條件對分離檢測的影響。在優(yōu)化條件下，抗壞血酸和尿酸的線性范圍均為25～600μM，檢測限分別為5 μM和8μM。此外，修飾芯片呈現(xiàn)出良

3、好的重現(xiàn)性和長期的穩(wěn)定性。此廉價、快速的分析方法成功用于人體尿樣中尿酸和抗壞血酸的分離測定。 2．利用動態(tài)涂層表面改性技術(shù)，以非離子表面活性劑2-(N-嗎啉)乙磺酸(MES)為電泳分離緩沖液添加劑，對電泳分離PDMS微流控芯片通道表面進(jìn)行改性。經(jīng)MES動態(tài)修飾的PDMS分離通道，有效抑制了電滲流的大小，獲得了穩(wěn)定的、降低的電滲流。利用MES修飾PDMS芯片，結(jié)合在柱式電化學(xué)檢測系統(tǒng)，建立了神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺和腎上腺素的快速分離和測定

4、方法。實驗中對分離電壓、檢測電位以及添加劑濃度等分離檢測條件進(jìn)行了系統(tǒng)探討和優(yōu)化。結(jié)果表明，經(jīng)MES動態(tài)修飾修飾后的通道減少了對被測物的吸附，有效提高了多巴胺和腎上腺素的分離效率。 3．利用層層組裝技術(shù)，將殼聚糖(Chit)和小牛胸腺DNA修飾于PDMS芯片通道表面，建立了一種基于Chit-DNA功能性生物分子修飾PDMS電泳芯片的在柱式安培檢測系統(tǒng)。采用紅外光譜對Chit和DNA在PDMS微流控芯片表面的層層組裝過程進(jìn)行表征，

5、通過接觸角實驗對修飾PDMS芯片的親水性和吸附性進(jìn)行驗證。以氨基酚對映異構(gòu)體(鄰、間、對氨基酚)為檢驗?zāi)Ｐ蛯hit-DNA修飾PDMS微流控芯片的性能進(jìn)行研究。實驗結(jié)果表明，經(jīng)Chit-DNA修飾的PDMS芯片，表面親水性明顯增強，大大減少了對分析物的吸附，氨基酚對映異構(gòu)體在3.7cm長的分離通道中于60s內(nèi)得到了有效分離，并且實現(xiàn)了在單根碳纖維電極上的良好在柱安培檢測。在優(yōu)化的實驗條件下，鄰、間、對氨基酚的理論塔板數(shù)分別達(dá)到9265

6、8、60552Nm<'-1>和74021，檢測限依次為4.7、2.5和1.6 umol/L(S/N=3)。 4．利用層層組裝技術(shù)和納米粒子效應(yīng)，將PDDA和二氧化鈦納米粒子交替修飾于PDMS芯片通道表面，構(gòu)建了具有良好親水表面的PDMS界面。通過對電滲流的測量、接觸角測定以及電泳分離實驗，對納米粒子在微流控芯片通道表面的修飾效果進(jìn)行評價。結(jié)果表明，經(jīng)二氧化鈦納米粒子修飾的PDMS芯片，電滲流在pH6～10之間穩(wěn)定，表面接觸角為5