PDMS微芯片表面修饰方法及其在手法氨基酸分离中的运用.pdf

摘要 IIII IIIIIIIIIIIIIIIIII IIIIIIIIIIIl 摘要 手性是自然界存在的普遍现象，自然界及生命体中都蕴藏着许多手性分子，尤其是 人体与天然产物内活性分子，皆为手性分子。手性的研究在制药、材料科学及生命科学 等诸多领域中受到了广泛的关注。手性分子特殊的结构决定了它特殊的性质，例如，生 理环境中它们的生物活性和药理特性差别很大。因此，拆分手性对映体已经成为了研究 者们关注的焦点。微芯片电泳是一种新型分离技术。与传统分析技术相比较，微流控芯 片电泳技术具有分析速度快、试剂及样品消耗量少、分离效率高、自动化程度高、设备 体积小等优点。聚二甲基硅氧烷(PDMS)因具有无毒、光透性佳、价格低廉、易和其它 材料封合、低固化温度等诸多优点，已成为目前广泛应用的微芯片材料之一。然而，PDMS 微芯片也有其本身不可忽略的缺点，例如，PDMS微芯片通道的电渗流很不稳定，疏水 性强，易吸附分析物，导致峰展宽拖尾，分离效果差等。本实验对PDMS微芯片通道做 出了合适的修饰以及改性，为了有效地提高EOF的稳定性，改善微芯片的亲水性能， 从而大大减小微芯片对分析物的非特异性吸附，提高分离效率。研究内容如下： 1．采用一种简单、绿色、经济的方法将PDA／BSA修饰到PDMS微芯片上，用于构 建具有手性选择功能的芯片开管毛细管电色谱。首先，用真空泵将多巴胺(DA)水溶液抽 入通道内，DA发生自聚合并在通道内壁上形成聚多巴胺(PDA)薄膜。PDA薄膜表面含 有邻苯二酚和氨基等多功能基团作为二级反应平台，能够通过席夫碱或迈克尔加成反应 进一步固定含氨基或巯基等基团的物质。本实验通过该方法将BSA固定于通道内。在 最佳实验条件下，D．色氨酸和L．色氨酸在PDA／BSA修饰后的PDMS微芯片上实现了有 效的分离。 2．在本工作中提出了一种新型的芯片开管毛细管电色谱，采用PDA／GO／BSA作为 固定相。首先，将DA和GO混合溶液抽入通道内，放置一段时间后，利用DA的氧化 自聚合和极强的粘附性能在通道表面成功地修饰上PDA／GO。接着通过席夫碱反应、7c．7【 共轭、疏水及氢键作用把BSA固定于通道内，成功地制备了蛋白质固定相。与裸芯片 相比，修饰后的芯片的电渗流更加稳定，亲水性大大提高了，有效地抑制了非特异性吸 min内实现了有效的基 附。在PDA／GO／BSA修饰后的芯片上，色氨酸对映体在短短的l 线分离，分离度为1．57。 3．首次以制备的GO／Fe304／p．CD纳米复合材料作为芯片开管毛细管电色谱的固定 通道内，成功地分离了手性氨基酸对映体。所制备的GO]Fe304／13．CD纳米复合材料不仅 具备Fe304NPs磁性好易被外加磁场操控的优点，而且具备Go比表面积大易于固定更 多的手性选择剂。与裸芯片相比，修饰后的芯片的EOF更稳定且对分析物的非特异性 摘要 吸附得到了有效的抑制。在50S内，色氨酸对映体实现了有效的基线分离。我们还对实 验条件进行了考察。实验结果表明，将GO／Fe304／p．CD纳米复合材料应用于微流控中具 有良好的发展前景。 关键词：芯片开管毛细管电色谱；聚二甲基硅氧烷；表面修饰；电化学检测；手性分离： 聚多巴胺；氧化石墨烯；p一环糊精；四氧化三铁纳米粒子 II ABSTRACT ABSTRACT isOrleoftheuniversal inthenatureand Chkality phenornenaexisting livingorganisms， reactivemoleculesinthe andnattral an especially body pmducts．Thestudyofchiralityplays rol