PDMS芯片电泳及场放大在线富集分离DNA的方法研究

摘要

样品用量少是毛细管电泳和芯片电泳的主要特点之一，也是灵敏度不高的主要原因。在线样品预富集技术不需昂贵的仪器设备，是提高灵敏度的有效方法。场放大进样是最常用的样品预富集方法，主要应用于毛细管电泳系统。本文将场放大进样富集和芯片电泳的高效分离能力相结合，研究了DNA的在线富集和高效分离的方法。 第一章介绍了芯片电泳的进样方法，对常用的在线富集方法进行了综述，重点介绍了场放大在芯片电泳和毛细管电泳中的应用的研究现状。 第二章研究了十字结构的PDMS芯片电泳系统进行DNA电泳分离和检测的方法。实验研究了PDMS表面处理，进样时间，进样电压，染料浓度对分离效果的影响。经优化，在进样电压200V，进样时间8s，EB浓度3肛g/mL的条件下，DNA Marker的十一个片段在6min内实现了满意的分离。 第三章通过在样品引入通道灌入去离子水的方法将场放大机制引入十字形PDMS芯片电泳系统。以荧光素钠为探针分子，研究了背景电解质的粘度，液位差，富集电压对富集的影响。经优化，以高粘度的1％HEC作为背景电解质，分离通道两端液位差2cm，富集电压300V，富集时间100s的条件下，荧光素钠的富集倍数超过了500倍。将该系统用于DNA Marker的富集分离，也得到了富集倍数超过了15倍的结果。 本文在十字形PDMS芯片上成功实现了核酸的快速电泳分离。所建立的场放大在线富集方法具有电压程序简单，操作简便的特点。该工作表明，在价廉的PDMS芯片电泳系统中进行快速和灵敏的核酸分离和检测是可行的。

目录

声明

摘要

1．1引言

1．2微流控芯片的进样方式

1．2．1门式进样法

1．2．2夹流进样法

1．2．3窄进样通道进样法

1．3在线富集方法

1．3．1场放大富集(Field-amplified Stacking)

1．3．2大体积样品富集(Large-volume sample stacking，LVSS)

1．3．3等速电泳(Isotachophoretic stacking)

1．3．4离子浓度极化(Ion concentration polarization，ICP)

1．4场放大在CE和MCE中的应用

1．5本课题的研究思路和意义

第2章十字形PDMS芯片电泳分离核酸

2．1引言

2．2实验仪器与试剂

2．2．1实验仪器

2．2．2实验试剂与材料

2．2．3试剂的配制

2．3实验操作

2．3．1十字形芯片的制作

2．3．2十字交叉处孔直径的表征

2．3．3 PDMS表面处理操作

2．3．4荧光探针分子进样操作

2．3．5 DNA Marker的电泳分离操作

2．4结果与讨论

2．4．1十字交叉处孔大小的表征

2．4．2进样条件的优化

2．4．3 DNA Marker的电泳分离

2．5本章小结

第3章十字形PDMS芯片电泳中的场放大进样

3．1引言

3．2实验试剂与仪器

3．2．1实验仪器

3．2．2实验试剂及材料

3．2．3试剂配制

3．3实验操作

3．3．1场放大进样富集荧光素钠CCD成像表征

3．3．2场放大进样富集荧光素钠激光诱导荧光检测

3．3．3场放大进样富集和分离DNA Marker

3．3．4 DNA Marker的电泳分离

3．4结果与讨论

3．4．1场放大进样的原理

3．4．2背景电解质的粘度对富集的影响

3．4．3液位差对富集的影响

3．4．4富集电压对富集的影响

3．4．5场放大进样富集荧光素钠

3．4．6场放大进样富集分离DNA Marker

3．5本章小结

第4章结论与展望

参考文献

致谢