基于微流控液滴系统的质谱和色谱分析方法的研究

摘要

经过近20年的发展，微流控技术因其强大的微流体自动化操控能力和系统的微型化潜力，被众多学者视为分析仪器微型化、自动化发展最具潜力的革命性技术．然而微流控吸收光度分析系统的发展却遭遇到一些问题，如微系统内检测光程短、灵敏度低，吸光度检测器与电子电路和流体驱动部件的综合集成度不高等。
　　 第一章首先综述了微流控长光程吸收光度分析系统的研究现状。然后，对当前微流控领域中适用于现场检测和床边检验的微流体驱动技术和试剂预封装技术进行了介绍。
　　 第二章报道了一种基于液芯波导技术的全集成手持式微流控光度计.光度计所有部件包括吸光度检测器、液体驱动装置和电路及电池都被集成在12cm×4.5cm×2.1cm的仪器内。该光度计将流通池、取样探针和光耦合器集成加工于一根液芯波导毛细管上，显著简化了吸光度检测器结构．首次提出在液芯波导毛细管上加工U型拐弯光耦合器的方法，实现检测光经毛细管侧壁的导入和导出，显著提高了仪器工作的可靠性。采用两只波长为260nm和280nm的紫外发光二极管作为光源，实现了双波长的光度检测.该仪器成功应用于微量脱氧核糖核酸试样的纯度和含量测定，以350nL的试样消耗获得了约15mm的有效光程。此外，该仪器还被成功用于血清总胆固醇的分析，初步展示了微型手持光度计在床边检验中的应用潜力。
　　 第三章报道了一种基于光反射式流通池的全集成手持式微流控光度计。光度计由一次性使用光反射式流通池、重复使用的光电检测器和按压式微泵三部分构成。反射式流通池由涂覆了镜面漆的毛细管构成，以不到400nL的检测体积获得了近8mm的有效光程。毛细管流通池内预封装了以油相间隔的试剂溶液、调零溶液、空白溶液和标准溶液四个液段，配合按压泵，实现了微量试样的准确量取和引入、试样试剂的在线混合和各溶液区段的顺序驱动。各区段溶液顺序通过流通池可以依次完成光度计校正、标准溶液吸光度测定和样品吸光度测定等操作步骤，显著简化了吸光度测定的过程.该光度计成本低廉，用一次性毛细管流通池克服了流通池重复使用带来的试样交叉污染问题，用光电检测器实现了高精度的测量，因此在床边检验领域具有很好的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 微流控长光程吸收光度分析系统

1.2.1 轴向检测吸收光度分析系统

1.2.2 多次反射吸收光度分析系统

1.2.3 液芯波导吸收光度分析系统

1.3 适合于床边检验的微流体驱动技术

1.3.1 压力驱动技术

1.3.2 高心式驱动技术

1.3.3 电湿润驱动技术

1.4 结论与展望

1.5 参考文献

第二章 基于液芯波导的微流控光度计的研究及应用

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与材料

2.2.2 手持式光度计

2.2.3 计算机光线追迹模拟

2.2.4 操作方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 手持式光度计的总体设计思路

2.3.2 吸光度测定模块的设计

2.3.3 电路设计及工作参数的优化

2.3.4 程序的开发

2.3.5 脱氧核糖核酸的纯度和含量分析

2.3.6 血清中胆固醇含量的分析

2.3.7 综合性能和成本

2.4 结论与展望

2.5 参考文献

第三章 基于光反射式毛细管流通池的手持光度计的研制及其在床边检验中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与材料

3.2.2 手持式光度计

3.2.3 顺序注射分析和毛细管试剂预封装系统

3.2.4 操作方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 系统设计思想

3.3.2 光反射式吸光度测定模块的性能优化

3.3.3 按压泵的性能研究

3.3.4 试剂预封装的研究

3.3.5 胆固醇的顺序注射分析

3.3.6 胆固醇的POCT分析

3.4 结论与展望

3.5 参考文献

附录