芯片筛分电泳中负压进样和富集技术的研究

摘要

芯片毛细管电泳具有多种分离模式并可与多种化学操作相结合，已作为主要的分离单元广泛应用于微全分析系统中。近来，负压进样方法因其快速和无歧视的进样已应用于区带芯片毛细管电泳。本文首次提出了负压进样方法在芯片凝胶体系的应用，并进一步通过在线富集技术提高了测定的性能。
　　 第一章综述了芯片毛细管电泳的压力进样方法和在线样品富集技术，其中包括正压力进样、负压力进样及聚焦富集、电泳富集及静态富集。
　　 在第二章中，我们提出了一种负压结合电动力在芯片筛分毛细管电泳内的快速、可变体积的样品引入方法。该方法进样设备简单，只需低成本的微型真空泵和单路电源。为了降低进样通道的水动阻力，筛分介质只充满缓冲溶液槽到十字交叉点之间的分离通道。注入的样品带长度与进样时间成比例，只需简单的改变进样时间就能自由选择样品带体积，每次进样1s的样品消耗仅为1.7×102nL,只需0.024s就能无歧视的将被分析物输送到进样口，并能在分离通道中注入形状良好的高质量的样品区带。该体系在芯片筛分电泳中具有巨大的应用潜力，能实现高的分析通量、重现性、灵敏度和分离性能。
　　 在第三章中，我们将负压进样技术应用于等速电泳富集并与凝胶电泳分离联用(ITP-GE)。ITP-GE包括三个步骤：样品引入、等速电泳富集和凝胶电泳分离。在小于1s的时间内，即可形成前导电解质、样品、后导电解质的三明治夹心结构。所提出的方法用DNA片段做为模型分析物进行评估。与传统的采用夹流进样的十字芯片凝胶电泳相比，平均的信号增强为185倍。结果表明ITP-GE方法具有灵敏度高、进样速度快、重现性好和设备简单等优越性。
　　 第四章提出了可变体积负压进样技术在蛋白质场增强堆积进样-等速电泳-凝胶分离(FASI-ITP-GE)上的应用。前导电解质、样品、后导电解质三明治区带在进样步骤中形成，且样品带的长度与进样时间按成正比。与场增强样品进样连用，引入到等速电泳通道的为堆积后的样品，因此不会占用等速电泳通道的长度。与十字芯片凝胶电泳相比，使用FASI-ITP-GE，实现了超过1000倍的蛋白质样品富集，并具有优越的分离性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 芯片毛细管电泳的压力进样技术

1.1.1 引言

1.1.2 正压力进样

1.1.3 负压力进样

1.2 芯片在线样品富集技术

1.2.1 引言

1.2.2 聚焦富集

1.2.3 电泳富集

1.2.4 静态富集

1.3 小结

1.4 参考文献

第二章 在芯片筛分电泳中用负压结合电动力快速、可变体积进样

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器装置

2.2.2 实验材料与试剂

2.2.3 玻璃芯片的制作

2.2.4 实验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 负压结合电动力可变体积进样

2.3.2 样品进样条件的优化

2.3.3 2%HEC筛分介质中DNA片段的分离性能

2.4 小结

2.5 参考文献

第三章 负压进样技术在集成自由区带等速电泳预富集-凝胶电泳分离芯片中的应用

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器装置

3.2.2 实验试剂

3.2.3 玻璃芯片的制作

3.2.4 实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 芯片设计

3.3.2 负压进样装置

3.3.3 ITP-GE的性能

3.4 小结

3.5 参考文献

第四章 负压可控体积进样技术在集成场增强堆积-等速电泳预富集-凝胶电泳分离蛋白质芯片中的应用

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 仪器装置

4.2.2 实验试剂

4.2.3 蛋白样品的准备

4.2.4 玻璃芯片的制作

4.2.5 实验方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 前导电解质的更新和界面富集

4.3.2 等速电泳区带的形成

4.3.3 可变体积进样在等速电泳中的应用

4.3.4 样品堆积进样在等速电泳中的应用

4.3.5 结合样品堆积进样ITP-GE的性能

4.4 小结

4.5 参考文献

附录 攻读博士学位期间完成的论文和工作

致谢