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集成毛细管电泳芯片和检测器的研制及其样品电操纵的研究

李伟

  利用微电子机械技术并结合分子生物学技术制成的具有一定分子生物学分析检测功能的微型器件是当前发展最热门的一种生物芯片。它可用于完成生物样品的分离、制备、生化反应及产物的检测等一系列过程,可分为集成毛细管电泳型芯片和探针阵列型芯片。集成毛细管电泳芯片(又称为 Lab-on-a-chip芯片)是将常规毛细管电泳技术移植到平方厘米量级大小的芯片上,将样品进样、反应、分离、检测等过程集成到一起的多功能化的快速、高效、低功耗型实验室技术。它具有分离分析的小型化、集成化、一体化和自动化等优点。是现代分析化学发展的前沿领域。作为Lab-On-A-Chip的关键功能部件电泳芯片,要求在数厘米的芯片上实现截面纵宽均不超过100微米的腔道,本文在2 × 3厘米大小的玻璃片上,利用MEMS技术刻蚀出截面约100×30微米的沟道,并采用热键合的方法研制出十字型和蛇型的电泳芯片。检测器是毛细管电泳的重要组成部分,它的灵敏度、精度直接了影响芯片性能的发挥。本文分别采用了光电倍增管和光敏三极管作为光电转换部件,实现了检测器的软件与硬件设计。光敏三极管作为潜在的集成器件,本文对其检测性能进行了探讨。作为Lab-On-A-Chip的样品操纵和电泳分离的理论基础是电动力学效应,本文利用电动力学原理进行了初步实验,对氨基酸进行了2,4-二硝基氟苯(DNFB)衍生化,以其衍生化产物实现了样品的电操纵,并对电泳分离的理论和影响因素进行了研究。……   
[关键词]:Lab-on-chip;集成毛细管电泳;芯片
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国科学院电子学研究所2000年