基于微流控芯片的活体在线电分析化学的研究.pdfVIP

基于微流控芯片的活体在线电分析化学研究 1,2 1 2 1* 高霞 ，林雨青 ，于萍，叶建山 ，毛兰群 1 中国科学院化学研究所，活体分析化学院重点实验室，北京 100190 2 华南理工大学，广州 510640 生理活性小分子在脑神经的生理和病理过程中具有重要作用，发展这些分子 的活体在线电化学分析，对于从分子层次上了解和认识脑神经过程的物质基础本 质，具有十分重要的意义。近些年来，通过有效结合活体微透析取样技术和选择 性电化学检测，我们致力于发展活体在线电化学分析的新原理和新方法。与传统 的离线分析方法相比，活体在线电化学分析方法具有实时、仪器简单、样品保真 等独特的优势，因而正在成为分析化学和病理生理学等学科的前沿研究领域之 一。然而，已报道的活体在线电化学分析方法大多使用商品化的薄层电化学流动 池作为在线检测器。该流动池工艺设计复杂、价格昂贵、不易于实现多组分的同 时检测等。针对这些问题，我们近期利用微流控芯片在微小空间上可灵活设计、 组合和集成的特点，通过合理利用生物酶和微纳结构材料，并进一步通过与活体 微透析取样技术联用，建立和发展了基于微流控芯片的多组分活体在线电化学分 析方法。 首先，以单组分分析为例，探索微流控芯片在活体在线分析研究中的实用性。 通过定位腐蚀技术在 ITO 玻璃上构筑工作电极基底，利用碳纳米管修饰的 ITO 工作电极和一个“一”字形微流控通道，构建了基于微流控芯片的抗坏血酸的在线 分析体系。通过联用微透析活体取样技术，活体实时研究了活体脑缺血再灌注过 程中脑内抗坏血酸的变化规律。 在以上研究的基础上，通过设计一个“一”字型的芯片模板，上游检测抗坏 血酸，下游检测镁离子，建立并发展了基于微流控芯片的抗坏血酸和镁离子的双 组份同时测定的在线电化学分析方法。 进一步，结合本实验室前期工作中的单组分抗坏血酸和双组分葡萄糖乳酸的 活体在线电化学分析的研究，设计了一个“菱形”通道的微流控芯片，在通道上 游的单通道内检测抗坏血酸，下游的两个平行通道内分别固定生物脱氢酶以及电 化学催化剂，实现对葡萄糖和乳酸的无交叉干扰分析，从而建立了基于微流控芯 片的葡萄糖、乳酸和抗坏血酸的三组分在线电化学分析方法。 致谢：感谢国家自然科学基金委、科技部和科学院对本项目的资助。 参考文献： [1] Zhang M.; Liu K.; Gong K.; Su L.; Chen Y.; Mao L. Anal. Chem . 2005, 77, 6234. [2] Zhang M.; Liu K.; Xiang L.; Lin Y.; Su L.; Mao L. Anal.Chem. 2007, 79, 6559. [3] Lin, Y.; Zhu, N.; Yu, P.; Su, L.; Mao, L. Anal. Chem. 2009, 81, 2067. [4] Zhang Z.;Zhao L.; Lin Y.; Yu P.;Mao L. Anal. Chem. 2010, 82, 9885.