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电泳芯片安培检测关键技术研究

作　者: 刘媛媛
导　师: 殷景华
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 安培检测电渗流参比电极循环伏安检测
分类号: O657.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科技水平的不断发展,毛细管电泳芯片广泛应用于生物化学、生物医学、临床、医药、环境等领域。目前,应用于毛细管电泳芯片的电化学检测方法包括电位检测、电导检测和安培检测。其中,安培检测方法具有灵敏度高、选择性好、样品用量少、不受管径限制、对检测部分透光性无要求、价格低、易于集成和微型化等特点,已受到广大研究人员越来越多的关注,在微型芯片毛细管电泳(Microchip CE)中,逐渐成为应用较为广泛的电化学检测方法。本文设计了以有机玻璃(PMMA)为基片,用于精氨酸检测的毛细管电泳安培检测芯片。通过对芯片结构理论分析与设计,确定影响检测限和检测信号的因素为:电极材料种类及尺寸、检测池中三电极的相对位置及检测池大小、外加电场强度、管道长度和截面积等,提出合理有效制作工艺方案。同时,对影响安培检测灵敏度和柱效的电渗流进行检测,通过羟乙基纤维素(HEC)对芯片沟道改性,比较HEC改性前后不同热压键合温度对电渗流的影响。实验结果表明,随热压键合温度升高,电渗流降低;改性后,硼砂缓冲液的电渗流明显增大,可以有效控制电渗流的大小。采用电镀法制作Ag/AgCl参比电极,设计制作三电极彼此垂直型(A型)和工作电极与参比电极和辅助电极垂直型(B型)毛细管电泳芯片。根据毛细管芯片安培检测理论,对所制作的A型和B型毛细管电泳芯片进行循环伏安检测,结果表明,A型芯片的伏安曲线重复性稳定、氧化还原反应明显,A型芯片性能优于B型,能够实现对精氨酸的检测。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 国内外研究发展概况  11-16
    1.2.1 毛细管电泳芯片基底材料发展简介  11-12
    1.2.2 毛细管电泳芯片安培检测器结构  12-15
    1.2.3 工作电极的种类  15-16
  1.3 课题研究目的及意义  16-17
  1.4 课题来源及主要研究内容  17-19
    1.4.1 课题来源  17
    1.4.2 主要研究内容  17-19
第2章毛细管电泳芯片安培检测原理与方法  19-26
  2.1 电泳的基本原理  19-22
    2.1.1 电泳基本概念  20-21
    2.1.2 芯片毛细管电泳结构  21-22
  2.2 安培检测原理  22-25
    2.2.1 安培检测原理  22-23
    2.2.2 安培检测方式  23
    2.2.3 循环伏安法  23-25
  2.3 本章小结  25-26
第3章毛细管电泳芯片制作及检测工艺  26-32
  3.1 PMMA 毛细管电泳芯片制作工艺  26-27
  3.2 芯片改性工艺过程  27-28
  3.3 电镀法制作Ag/AgCl 参比电极  28-30
  3.4 循环伏安检测  30
  3.5 本章小结  30-32
第4章 PMMA 毛细管电泳芯片结构设计  32-41
  4.1 检测芯片沟道横截面积设计  32-33
  4.2 检测芯片沟道长度设计  33
  4.3 芯片弯道设计  33-34
  4.4 电极材料选取及尺寸设计  34-36
    4.4.1 电极材料的选取  34-35
    4.4.2 电极尺寸的选择  35-36
  4.5 检测池结构设计  36-39
    4.5.1 检测池体积  36-37
    4.5.2 检测池结构  37-39
  4.6 芯片结构设计  39-40
  4.7 本章小结  40-41
第5章电渗流及循环伏安特性检测  41-55
  5.1 电渗流检测  41-46
    5.1.1 热压温度对电渗流的影响  41-44
    5.1.2 改性后热压温度对电渗流检测的影响  44-46
  5.2 A 型结构循环伏安特性  46-51
    5.2.1 电极尺寸对伏安特性的影响  46-48
    5.2.2 检测池尺寸对伏安特性的影响  48-49
    5.2.3 待测样品溶解度的影响  49-51
  5.3 B 型结构循环伏安特性  51-53
  5.4 两种结构伏安特性比较  53
  5.5 本章小结  53-55
结论  55-57
参考文献  57-62
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  62-63
致谢  63

电泳芯片安培检测关键技术研究

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