芯片毛细管电泳中负压进样法地研究及应用.pdfVIP

微流拧芯』{熊验空进展 芯片毛细管电泳中负压进样法的研究及应 张磊戚丽雅殷学锋+ V 浙扛大学化学系微分析系统研究所抗州310027 r 白从1990年提Ⅱ{微全分析系统概念以来，微流拄芯片毛细管电泳技术已j}JDNA删序， DNA片段的分离和箍定，氨整酸、多肚、蛋白质的分离测定以及单细胞内组分的分析等。 准确控制皮升级的样品进样草是芯片毛细管电泳分离测定的荚键。目前普遍采用基丁电 渗流驱动的电动进样方式进样，如电夹流进样，慰浮进样雨『fj式进样等。但是由j：电动进样 时有“歧视效应”，通过延长进样时间可咀减小样龉塞与样t铺溶液组成上的著异，但又削弱 了微流控芯片快速分析的特点。同时，芯片毛细管表面性质的变化会导致电渗流大小的改变， 使进样耸的精密度降低。严重时，电渗流方向也会改变，使样品无法进入进样和分离通道。 压力进样可以解决上述问题．但为了防止样品溶液在进样时进入分离通道而导致分离效 率降低，需要使用多个注射泵，或者使用计算机通过软什和压力传感器控制多个屯控阀， 从而增加了进样系统的成本和进样操作的难度。 本文提出一种操怍方便、安垒、进样量重现性好、速度快，无“歧视效应”和使_【}j设备 简单的微流控苍片毛细管屯泳负压进样技术。 I负压进样装置及进样原理 负压避样装置由微型真空泵、缓冲瓶、电触点真空袭、定时器和三通电磁阀构成，缓 冲瓶与三通电磁阀的c端口相接，三递屯磁阀的a端翻赢接与人气相通，三通电磁阀的b 端口通过聚四氟乙烯(PTFE)连接管道与接口相连．接口安装在芯片样品废液池sw上面…。 幽l是负压进样装置与微流拧芯片连接的示意图。在储液池S、B、8w、SW分别加入不同体 积的样品溶液手¨电妹缓冲液，控制并储液池液面高度H”爿”黔}1w。 进样时，三通电磁阔通电，使三通电磁l琨|b端丰¨c端连通，真空{|!(经接口与样品废液 池连通．使样品废液池中形成负压，样品池中的样品溶液和芯片上其它储液池中的缓冲液 在大气压的作用F向样晶废液池流动，在进样通道和分离通道的交叉【]处形成稳定的夹流 样晶塞。由于样鼎在压力的驱动F流动，进样过程不受芯片通道表面电荷性质的影响，没 有歧视效麻，进样时间缩短到0．5秒。进样阶段结束后，定时器自动使三通电磁阀断电， 使三通电磁嘲b端通过8端与凡气相通．释放样品度液池中{}勺负压，转入分离阶段。 举 通讯联鬲^殷学肆 基☆mH目g自然科学g☆瓷№Ⅷ日(No 芯jL单元技术 目t自Ⅱ进#装■示z目 囤2盘压进样与自*澶m棒∞∞％R 在分离阶段，样品塞被分离通道上电场所产生的电渗流带^分离通道，开始电泳分离。由于 H一‰Hs峙，在分离过程中s和sw中的溶液不会避入分离通道。 图2是以荧光索钠溶液为样品拍摄的负压进群与电灾流进样对比豳，由两组CCD照片可 知，负压进样法在分离过程中无样品泄漏．由于进样过程幂受芯片通道表面电荷性质的影响， 进样时间缩短到05秒。 2负压进样法在样品在线电聚焦富集中的应用 采用负压进样法与豳3a所示的多T芯片联用，只需一步就可以将低电导的样品引八芯 片，形成如图3b所示的大体积样品塞。当负压释放后，一个相对高的场强施加在低电导样 品塞上，如圈3c所示．带负电荷的Flu堆积在s矾一例的界面上，带正电荷的Rhl23堆积 在SW2一侧的界面上，富集的样品在电渗流的驱动下进入分离通道，实现富集后的分离。 在电泳缓冲液为20脚ol／L硼砂缓冲液，分离场强为200V／cm，检测距离均为2册， 样品溶液配制在2呻ol／L硼砂缓冲液的条件下， 比十字芯片不堆积条件时分别增加了55、4l和43倍…。 擎一__ 3负压进样法在三维阵列毛细管电泳芯片中的应用 用一根刻蚀在芯片第三层的公共样鼎废液通道将阵列芯片各分离单元的样品废液池连 接在一起，并与设在芯片第一层的公共样品废液池连通，构成一个三层结构的三维阵列芯片。 负压进样装置与此阵列芯片的公菇样品废液池相连，不仅可以实现多样品