陈缵光-毛细管电泳和微流控芯片-原理-仪器-应用20090622

毛细管电泳与微流控芯片
原理·仪器·药物分析中应用
陈缵光中山大学药学院Prof Chen Zuan-guang,PhD Tel:135****9017
****************
药物分析前沿技术
人类基因组计划的提前完成，毛细管电泳技术起了至关重要的作用。

毛细管电泳经过二十年的发展，理论、方法、仪器已比较完善，在各学科领域得到了广泛应用。

被认为是二十世纪九十年代最重要的分析方法之一。

微流控芯片技术，将采样、预处理、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上进行，具有分析速度快、信息量大、试剂消耗量少、污染少、进样量少、操作费用低、仪器体积小等特点。

目前的微流控芯片，主要为芯片毛细管电泳。

前言
主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
Capillary Electrophoresis （CE ）
指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为等差异而实现高效、快速分离的一种电泳新技术。

毛细管电泳
方法特点
●高效柱效几十万至上千万理论板数／米●快速分析时间不超过30分钟●微量进样微升级，消耗纳升级
●应用广无机、有机离子、生物大分子至整个细胞●自动化计算机程序化控制
●成本低、污染少运行的缓冲溶液仅几毫升
HV 高压电源( 0–30kV); C 毛细管; E 缓冲液槽; Pt 铂电极; D 检测器; S 样品; DA 数据采集系统
一个高压源一根毛细管一个检测器两个缓冲液瓶一台计算机
Signal source
Detector
Signal
基本装置
主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用
4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
pH>2.5的碱性或弱酸性的溶液中，毛细管内表面
Si-OH 基电离而带负电荷，固-液介面形成双电层, 溶液表面带正电
1
毛细管电泳原理
在电场作用下,溶液表面正电荷带动溶液整体移动, 形成电渗流
－－－－－－－－－－－－－－－
－－－－－－－－－－－－－－
电渗（electroosmotic ）液体相对于带电的管壁移动的现象。

电渗的大小可用电渗淌度表示：
eo /µεζη
=ε为介质的介电常数；ζ为Zeta 电势；η为介质粘度
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
EOF
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋混合组分随电渗流移动，各组分因淌度及分配行为等差异，迁移速度不同
中性分子
＋
－
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－-
-+++
＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
粒子在毛细管内电介质中的运动速度是电泳和电渗两种速度的矢量和，即
或用淌度表示：
ap ef
eo
νν
ν=+ap ef eo
µµµ=++-+-
A
B
经过一段时间(距离)的迁移, 各组分因迁移速度不同而实现分离
作为分离分析方法，在方法分类上属于色谱分析法。

１　毛细管区带电泳（CZE ）
自由溶液区带电泳。

最基本、应用最广。

2胶束毛细管电动色谱（MECC ）
缓冲液中加入表面活性剂，形成胶束。

用于中性化合物测定。

３　毛细管凝胶电泳（ＣＧＥ）
毛细管中填入凝胶。

用于分离测定生物大分子：蛋白质，ＤＮＡ。

４　毛细管等电聚焦（ＣＩＥＦ）
在毛细管内建立ｐＨ梯度，样品按等电点聚焦，用于分离蛋白质。

５　毛细管等速电泳（ＣＩＴＰ）
分先导电解质和后继电解质，常用作柱前浓缩以富集样品。

６　毛细管电色谱（ＣＥＣ）
将固定相微粒填充到毛细管中，以电渗流为流动相的色谱过程。

分离模式
类型缩写主要分离机理
毛细管区带电泳
CZE
溶质在自由溶液中的电泳淌度差异
胶束电动毛细管色谱MECC 溶质在胶束与水相间分配系数差异
与电泳淌度差异毛细管凝胶电泳CGE 溶质分子尺寸与电荷质量比差异
毛细管等电聚焦CITP 溶质等电点差异毛细管等速电泳CIEF 溶质在电场梯度下的分布差异毛细管电色谱
CEC
固定相存在下溶质分配系数差异
与电泳淌度差异
分离机理
分离模式
影响毛细管电泳分离效果的主要因素
1 缓冲溶液
(1) 成分(种类)：涉及与被测组分的相互作用(2) 总浓度：总浓度越大，分离效果越好(3) 浓度比：影响溶液pH (4) pH ：影响被测组分的荷电情况2 添加剂
有时可以提高样品组分的分离度，改善峰形，提高灵敏度有机溶剂，β-CD 等3 分离电压
分离电压越高，分离效果越好。

过高容易放电。

10～30 kV 。

高灵敏度，高选择性，测量需
标记同位素
１０－７～１０－９同位素检测法
具有一定的灵敏度１０－９化学发光法通用性强，结构简单，灵敏度低
１０－５～１０－７折射率检测法灵敏度高，受激光器波长限制１０－７～１０－８激光光热法选择性，灵敏度高，微量１０－８～１０－９安培检测法通用性１０－５～１０－７电导检测法仪器复杂，可获得结构信息质量
灵敏度高，
１０－５～１０－９质谱法具有一定的灵敏度１０－７～１０－８普通荧光法高灵敏度，价格昂贵１０－１０～１０－１２激光诱导荧光法通用性强，常规应用１０－４～１０－６紫外可见光度法特点检出限(mol/L)检测类型检测方式
１　紫外－可见吸光度检测（常规检测，仪器成熟）
27
1
3
4
56
紫外检测器光学系统
1 氘灯
2 凹面全息光栅
3 纤维光束分流器
4 毛细管
5 微聚焦透镜
6 样品光光极管
7 参比光光极管
２　激光诱导荧光检测（灵敏度高，但通用性较差）
共焦构型LIF 检测器示意图
Laser: 激光器L: 聚焦透镜MO: 显微物镜C: 毛细管F: 滤光片S: 狭缝
PMT:光电倍增管; M: 反射镜
Laser
PMT
S F
MO
C
L
M
M
3 电导检测: 通用性强：荷电成分
普通电导检测（溶液接触式）高频电导检测（溶液非接触式）
4 安培检测：灵敏度很高，只适合电活性物质
5 电位检测
紫外吸收检测器和电导检测器较通用，但灵敏度较低；激光诱导荧光检测器和安培检测器灵敏度较高，但测定对象不多。

主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
HV 高压电源( 0–30kV); C 毛细管; E 缓冲液槽; Pt 铂电极; D 检测器; S 样品; DA 数据采集系统
一个高压源一根毛细管一个检测器两个缓冲液瓶一台计算机
基本装置
2毛细管电泳仪 2 毛细管电泳仪
毛细管电泳专用高压电源毛细管电泳多功能伏安检测器
毛细管电泳电导检测器毛细管电泳高频电导检测器毛细管电泳流动注射进样系统
●压电陶瓷升压原理
压电陶瓷高压电源原理方框图
交流输入(低压)
A 毛细管电泳高压源交流输出(高压)
供电电路(A)
振荡电路(B)
压电陶瓷(C)
多倍压整流电路(D)
调压与稳定电路(E)
直流高压
Zuan Guang Chen, JY Mo, A new capillary electrophoresis apparatus with piezoelectric ceramics high voltage source and amperometric detector, Chin.Chem.Lett.,1999, 10(3), 231.
A 毛细管电泳高压源
B 毛细管电泳多功能多电化学检测池适合于：伏安法、电导法(普通)、电位法
陈缵光，莫金垣，李冠宏，毛细管电泳电化学检
测器检测池，专利号: ZL99241084.3
C 毛细管电泳多功能伏安检测器
陈缵光*，莫金垣，毛细管电泳多功能安培检测器的研制及其性能的研究，分析试验室，2002，21(增刊)，49
D 毛细管电泳电导检测器
Zuan Guang Chen*, Jin Yuan Mo, A new conductivity detector for capillary electrophoresis, Chin.Chem.Lett., 2000, 11(5)，439
E 毛细管电泳高频电导检测器
高频信号整流记录
接收放大也称电容耦合非接触式电导检测器Ｃ４Ｄ
特点：检测电极与被测溶液不接触, 避免了由于溶液中成分在电极上反应或吸附而造成电极钝化、中毒等现象, 电极寿命长。

使用非常方便。

陈缵光*, 莫金垣, 毛细管电泳高频电导检测器的研制，高等学校化学学报，2002, 23(5)，801.专利号: ZL99256001.2
金属管(电极)
毛细管
注射器
管形通道
硅橡胶垫
螺丝毛细管
阀
Pt 电极
螺帽流动注射-毛细管电泳接口截面示意图毛细管
真空阀
注射器筒
接真空
泵
接地电极
气动管负压池剖面示意图
Jianwei Wang, Zuanguang Chen*, A Sample Introduction
Method Based on Negative Pressure in Flow Injection-Capillary Electrophoresis System and Its Application to the Alkaline-Earth Metal Cation Separation, Analytical Letters , 2005, 38(5):825-835.
F 毛细管电泳流动注射进样系统
主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用
1
原理微流控芯片
3 毛细管电泳在药物分析中的应用
A
在中草药及其制剂中的应用
测定牛黄中的胆酸的含量Ø缓冲溶液：
０．５　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｎａ３ＰＯ４＋　２　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｎａ２ＨＰＯ４　（ｐＨ＝１１．７）
Ø添加剂：
加入０．２ｍｍｏｌ·Ｌ－１的ＣＴＡＢ
Ø分离电压：
－１５．０　ｋＶ
《分析试验室》２００７年第２６卷第５期５～７
１　胆酸２　未知物３　未知物
测定几种中药中的丁香酚Ø缓冲溶液：
２．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１三乙胺ＨＣｌ
（ｐＨ＝９．５）
添加剂：
０．７４　ｍｏｌ·Ｌ－１甲醇
Ø分离电压：
１８．０　ｋＶ
《高等学校化学学报》２００７年第１１期２０７０～２０７２
１　丁香酚
２　乙醇
测定紫草中的紫草素Ø缓冲溶液：
１．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＢＯ３＋　３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１三乙胺
（ｐＨ＝７．５）
Ø添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
１８．０　ｋＶ
１　紫草素４　乙醇
２、３、５、６、７　未知物
《分析化学》２００６年第３４卷第７期９９１～９９４
测定牡丹皮中丹皮酚
Ø缓冲溶液：
１．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＢＯ３＋　３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１三乙胺（ｐＨ＝８．０）Ø添加剂：
１０％甲醇Ø分离电压：
２０．０　ｋＶØ样品提取
采用背景电解质溶液作溶剂可提取完全，　干扰峰少
１　丹皮酚
《分析测试学报》２００６年第２５卷第１期８３～
８６
测定北豆根药材中粉防己碱和青藤碱的含量Ø缓冲溶液：
１　ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＨＡｃ＋２　ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＮＨ４Ａｃ
Ø添加剂：
１０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１β－ＣＤ　＋２　ｍｍｏｌ·
Ｌ－１　ＳＤＳ
Ø分离电压：
１４．０　ｋＶ
Ø提取条件
甲醇－乙睛－０．０６％三乙胺（３：１：１）为溶剂，超声法提取。

１、２、４　未知物
３　粉防己碱５　青藤碱
６　水
《药物分析杂志》２００５年第２５卷第１１期１３２９～
１３３２
测定双氢青蒿素片剂中的双氢青蒿素Ø缓冲溶液：
２．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１　Ｈ
３ＢＯ３＋　
４．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１三乙胺
（ｐＨ＝８．０）
Ø添加剂：
１５％乙醇
Ø分离电压：
２２．０　ｋＶ
１　双氢青蒿素
２　乙醇
《分析科学学报》２００５年第２１卷第６期５９９～５６２
测定虫草中的有效成份
Ø缓冲溶液：
４．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１乳酸
（ｐＨ　＝　４．０）
Ø添加剂：
１０％　异丙醇＋　８０μｇ／ｍＬ
羟甲基纤维素钠
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
１　腺苷２　虫草素３　水
《化学研究与应用》２００５年第１７卷第５期６４４～６４７
测定牡丹皮中丹皮酚Ø缓冲溶液：３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１三乙胺＋　１．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＢＯ３
Ø添加剂：
１０％甲醇Ø分离电压：２０．０　ｋＶ
Ø样品提取：
缓冲液浸泡，超声提取。

《色谱》２００５年第２３卷第２期２１２
１　丹皮酚２　系统峰
３　未知物
测定益母草药材中水苏碱的成分Ø缓冲溶液：
２．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１　ＮａＨ２ＰＯ４
（用Ｈ３ＰＯ４调ｐＨ值至５．０）
Ø添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
１２．０　ｋＶ
Ø提取方法：
以水为溶剂时，　水苏碱的提出率最高
《中山大学学报》２００５年第４４卷第
１期１３２～１３４
１．　水苏碱；　２．　水
测定桂枝中的桂皮酸Ø缓冲溶液：
５　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｔｒｉｓ　＋　５　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＢＯ３（ｐＨ＝９．０）Ø添加剂：１０％甲醇
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
Ø溶剂选择：
使用缓冲液做溶剂，可改善峰拖尾的现象，且更适合桂枝药材中桂皮酸的提取。

１　桂皮酸
２～４　未知物
《中草药》２００５年第３６卷第１期１０９～１１１
测定青风藤药材及制剂中的青风藤的含量
Ø缓冲溶液：
２．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＨＡｃ　＋３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＡｃ（ｐＨ＝４．９）
Ø添加剂：
１０％甲醇
Ø分离电压：
２２．０　ｋＶ
Ø样品提取：
７５％　乙醇水溶液提取
《高等学校化学学报》２００４年第２５卷第１２期２２５６～２２５８
青风藤
正清风痛宁片
１　青风藤２　水３、４　未知物
测定粉防己药材中的生物碱Ø缓冲溶液：
１．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＨＡｃ＋　２．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＮＨ４Ａｃ　
Ø添加剂：
１０．０ ｍｍｏｌ·Ｌ－１β－ＣＤ　＋
２．０ ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＳＤＳ
Ø分离电压：
１４．０　ｋＶ
Ø样品提取：
在甲醇－乙腈－水体系中加入三乙胺溶剂的提取效率较高，采用离心法处理样品提取液
１　，　２　未知物；　３　粉防己碱；　４　去甲粉防己碱；　５　水
《分析试验室》２００４年第２３
卷第１２期６２～６６
测定苦参中的苦参碱和氧化苦参碱Ø缓冲溶液：
２．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｎａ２ＨＰＯ４
＋　
１．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＰＯ４（ｐＨ＝６．０）
Ø添加剂：２５％乙醇
Ø分离电压：
１６．０　ｋＶ
Ø提取方法：
考察了氯仿、浓氨水超声提取和水超声提取两种方法对苦参药材中的苦参碱和氧化苦参碱提取率的影响。

结果表明：两种方法所得苦参碱和氧化苦参碱的量基本相同，但水没有毒性，价廉易得，且提取工艺更为简单。

１　苦参碱；　２　氧化苦参碱；　３　水
《分析试验室》２００４年第２３卷第５期３１～３３
测定鸡矢藤中的熊果苷的含量Ø缓冲溶液：
１５　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｔｒｉｓ　＋　
５　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ
３ＢＯ
３　
Ø添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
１６．０～２２．０ｋＶ
《分析化学》２００２年第３０卷第７期８８６
测定当归饮片中阿魏酸的含量
Ø缓冲溶液：
２０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｔｒｉｓ　＋　
８０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ
３
ＢＯ
３　
Ø添加剂：
加入０．８ｍｍｏｌ·Ｌ－１的
ＣＴＡＢ作为电渗流的改向剂
Ø分离电压：
－１０．０　ｋＶ
Ø分离提取方法：
水提取３次，每次加热回流１ｈ。

《中草药
》２０００年第３１卷第７期５０６～５０７
B在西药及制剂中的应用
测定相关制剂中的琥乙红霉素的含量Ø缓冲溶液：
２．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１
柠檬酸
Ø
添加剂：
２０．０％乙醇
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
《化学研究与应用》２００７年第１９卷第４期４３７～４４０
琥乙红霉素胶囊琥乙红霉素片剂
１　琥乙红霉素２　乙醇
测定复方制剂中的硝酸咪康唑
Ø缓冲溶液：
３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１乳酸
（ＮａＯＨ调ｐＨ至４．０）
Ø添加剂：
１０％乙醇
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
《应用化学》２００６年第２３
卷第１２期１３１７～１７２２
硝酸咪康唑软膏硝酸咪康唑阴道栓
１　硝酸咪康唑；２、３、５未知物；４　乙醇
测定复方制剂中的醋酸氯已定的含量
Ø缓冲溶液：
０．５　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＨＡｃ＋　
３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＡｃ
Ø添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
１５．０　ｋＶ
《药物分析杂志》２００６年第２６卷第７期９７５～９７７
口炎康漱口液洁阴抗菌洗液
妇炎洁栓
１．醋酸氯己定
２，３．未知物
４．水
测定氧氟沙星及左氧氟沙星在制剂中含量Ø缓冲溶液：
５．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１乳酸（ＮａＯＨ调ｐＨ至３．８）
Ø添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
氧氟沙
星胶囊
甲磺酸左氧氟沙星片
１　氧氟沙星２　左氧氟沙星３　未知物
《中国抗生素杂志》２００５年第３０卷第１２期７５６～７５９
测定双氯芬酸钠制剂中的双氯芬酸钠Ø缓冲溶液：
５．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１乳酸（ＮａＯＨ调ｐＨ至３．８）
添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
２２．０　ｋＶ
双氯芬酸钠肠溶片
氯芬黄敏片
１　双氯芬酸钠２　甲醇
《分析试验室》２００５年第２４卷第９期３０～３３
测定洛美沙星胶囊中洛美沙星的含量Ø缓冲溶液：
６．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１乳酸（ｐＨ＝３．７）
Ø添加剂：
５％乙醇
Ø分离电压：
２６．０　ｋＶ
１　洛美沙星
２　甲醇
《中山大学学报》２００５年第４
４卷第５期４９～５２
测定制剂中的卡托普利Ø缓冲溶液：
３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１环己胺＋５．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＢＯ３
（ｐＨ＝７．８）
Ø添加剂：
０．５０　ｍｏｌ·Ｌ－１　乙醇
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
１　卡托普利２　乙醇３　氢氯噻嗪
《理化检验－化学分册》２００５年第４１卷第１１期７９６～７９８
测定阿莫西林和克拉维酸钾含量Ø缓冲溶液：
１．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１
Ｎａ２ＨＰＯ４
＋　０．５　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＨ２ＰＯ４
（ｐＨ　＝８．０）Ø添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
１　水２　阿莫西林３　克拉维酸钾
４　Ｋ
＋
５　未知物
《应用化学》２００５年第２２卷第６期５８１～５８５
测定盐酸克林霉素胶囊中克林霉素的含量
Ø缓冲溶液：２．４　ｍｍｏｌ·Ｌ－１甘氨酸＋　
０．８　ｍｍｏｌ·Ｌ－１
柠檬酸
Ø添加剂：
４．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＢＯ３
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ《中山大学学报》２００４年第４３卷第５期５５～５７
１　：　克林霉素；　２　：　水
测定SPLX 片剂中司帕沙星的含量Ø缓冲溶液：
３．０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＨＡｃ
Ø添加剂：
５．０％乙醇
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
１ Ｎａ＋；　２　司帕沙星；　３　Ｈ２Ｏ
《分析试验室》２００４年第２３卷第１１期２６～２９
毛细管电泳安培法同时检测异丙嗪和
氯丙嗪
Ø缓冲溶液：
１０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＫＨ２ＰＯ４＋　１０　ｍｍｏｌ·Ｌ－１Ｈ３ＰＯ４　（ｐＨ＝３．５）
Ø添加剂：
不加添加剂
Ø分离电压：
２０．０　ｋＶ
Ø工作电极的选择
考察了Ａｕ和Ｐｔ电极
对异丙嗪和氯丙嗪的响应情况，结果表明两种电极均有较好的响应，但用Ｐｔ电极时基线更稳定，因此选用Ｐｔ电极。

《分析化学》１９９９年第２７卷第８期９９１
主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
测定尿中MDMA 及其代谢物
Ø缓冲溶液：
2. 5 ｍｏｌ·Ｌ－１NH 4Ac +
0. 5 ｍｏｌ·Ｌ－１HAc
Ø添加剂：
2 ｍｏｌ
·Ｌ－１SDS + 10
ｍｏｌ·Ｌ－１β-CD
Ø分离电压：
１５．０　ｋＶ
1 PEA
2 MDA
3 MDMA
《分析试验室》２００５年第２４卷第５期４０～４３
Ø缓冲溶液：
１５．０　ｍｍｏｌ·Ｌ二乙胺
＋０．１０　ｍｍｏｌ·ＬＨ３ＢＯ３
Ø添加剂：
０．１０　ｍｍｏｌ·ＬＣＴＡＢ　＋０．２５　ｍｍｏｌ·Ｌβ-CD
Ø分离电压：
－２０　ｋＶ
《高等学校化学学报》２００４年第２５卷第６期１０３７～１０３９
反向CE 高频电导法快速分离检测混合氨基酸
脑脊液中谷氨酸法快速测定
2
4
6
8
-1000
-500
500
A
C u r r e n t / p A
Migration time/ min
02468
50
100150
200
B
1
C u r r e n t / p A
Migration time/ min
2
3
4
5
6
固相萃取银柱处理前(A)，处理后脑脊液样品(B)的毛细管电泳图
1. Glu,
2. H 2O,
3. Cl -,
4. Na +, 5,6. 未知物
分离介质:10.0 mmol/L Tris -8.0 mmol/L H 3BO 3
Chin.Chem.Lett., 2005, 16(2), 225
0 0
0 0
0 A 对照品；B 空白谷粒样品；C 标准添加谷粒样品
１．氟乙酸钠；2, 3. 未知物； 4.水
分离介质: 2.5 mmol/L Na 2B 4O 7+0.5 mmol/L HAc + 0.1 mmol/L
CTAB + 5%ethanol
毛细管电泳快速分析鼠药氟乙酸钠
中山大学学报(自然科学版)，2005，44(4)，51
主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
是将采样、预处理、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上进行的一门新技术。

——将实验室及设备集成在微芯片上。

是生物化学、医药、食品、临床医学、环境检测等领域的重要分析工具。

是近几年世界各国研究的热点。

微流控分析芯片
毛细
管微芯片
长约一米
长宽几厘米
COVER
A microfluidic chip, fabricated from silicone elastomer, that contains 2056 integrated microvalves in an area of one square inch. The chip is analogous to an electronic comparator and is an example of microfluidic large-scale integration. The complex plumbing in the chip allows 512 chambers to be mixed pairwise, with individual addressing and recovery of the results.
１．具有更高的效率（散热性能好）２．超高速，可在数秒至数十秒内完成３．消耗少：微升水平４．微型化、便携化
特点
特点微流控芯片毛细管电泳
Microfluidic-chip based capillary electrophoresis, MCE
基片盖片
芯片结构：
进样通道分离通道孔孔微槽
液池
液池
微通道缓冲液池
分
析芯片
光刻（ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）
蚀刻（ｅｔｃｈｉｎｇ）　高温热键合封装
浇铸成型（Ｃａｓｔｉｎｇ）等热键合改性
玻璃、石
英、硅玻璃、石英、硅微制作技术
微制作技术高分子聚合物
高分子聚合物基片(微槽) + 盖片构建微通道
芯片制作
进样与分离
进样通道
分离通道
检测器
样品
－
+
进样电压
+
－
分离电压
主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
微流控芯片分析仪
微流控芯片分析仪
微流控芯片专用微型电源
激光诱导荧光检测系统
非接触式电导检测器
非接触电导-荧光多道检测器
程控PEC 微型电源结构图
供电电路
振荡电路压电陶瓷
多倍压整流电路(B)
单片机
分离电压输出
进样电压输出整流电路(A)
操作面板
独立单元(烟盒大小)
参数显示(LED)
A 微流控芯片
专用微型电源
高等学校化学学报，2004, 25(supl)，26
A 微流控芯片专用微型电源
Z Chen*, Q Li, O Li, X Zhou, Y Lan, Y Wei, J Mo ，A Thin Glass Chip for Contactless Conductivity Detection in Microchip Capillary Electrophoresis ，Talanta ，2007, 71(3), 1944
特点：
1. 电极和溶液之间隔离，避免了电极的污染中毒和电极附近气泡的产生
2. 在较低的频率和较低的激发电压下工作
3. 消除了分离高压的干扰
4. 芯片与电极板之间相互独立，更换和清洗等操作非常方便
B 微流控芯片
非接触式电导检测器
B 微流控芯片
非接触式电导检测器
高频信号
记录
接收放大
C 2
electrodes
microchannels
R C 1
chip
reservoirs
CCD
检测方法
B 微流控芯片非接触式电导检测器
电原理图
芯片毛细管电泳-非接触式电导检测微型化分析仪
微流控芯片分析仪
微流控芯片分析仪
电极整体嵌入式分析芯片
陈缵光等，分析芯片，专利号：２００６２００６６１４５．２
Li OL, Tong YL, Chen ZG*, Chromatographia , 2008, 68, 1039
微流控芯片分析仪
微流控芯片分析仪
１芯片２缓冲液池３分离通道４缓冲液废液池５，６非接触电导检测电极７发光二极管
８光敏二极管９荧光检测装置１０非接触电导测量装置
非接触电导-荧光双检测
20
40
60
80
100
120
b3
b2
b1
a3
a2a1b
a time/s
100pA
Cui Liu, Yun -yan Mo, Zuan-guang Chen*, Xiang Li, Ou -lian Li, Xie ，Anal Chim Acta, 2008, 621, 171
微流控芯片分析仪
非接触电导-荧光双检测
主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
微流控芯片测定中药中的生物碱
黄连、黄柏、功劳木中的小檗碱和药根碱，小檗碱片中的
小檗碱，京制牛黄解毒片中的小檗碱和药根碱的测定
102030405060600
800
1000
1200
4
21
D
C B A
i / p A
Migration time / s
050100150200
600
800100012001400
1600
1800
3
F
E
i / p A
Migration time / s
1:小檗碱2:药根碱3:未知物，4:H 2O
A :标准品B:黄连C:黄柏D:功劳木E:小檗碱片
F:京制牛黄解毒片
微流控芯片非接触电导法测定感冒药中有效成分
缓冲液20 mmol ·L -1Tris + 20 mmol·L -1H 3BO 3(pH=8.0)，进样电压300 V ，进样时间10.0 s ，分离电压3.0 kV, 非接触电导检测器激发电压60 V （Vp-p ），频率60 kHz 。

A ．对照品B ．样品1: 氢溴酸右美沙芬2: 盐酸伪麻黄碱3.对乙酰氨基酚杨秀娟，李偶连，陈缵光*，刘翠，蓝悠，赵慎，微流控芯片非接触电导法测定感冒
药中的盐酸伪麻黄碱和氢溴酸右美沙芬，分析化学，2008，36(5)，67377
微流控芯片测定滴眼液中盐酸萘甲唑林
1=盐酸萘甲唑林2=可能是Na +3=水
１
２
３
吴小林，柯木养，刘翠，李偶连，陈缵光*，微流控芯片测定滴鼻液中的盐酸萘
甲唑啉，分析试验室，2008，27(9)，76～78
00
00
Y A x i s T i t l e
X Axis Title
B
1
23
4
１：　水峰２：原儿茶醛
３：原儿茶酸４：丹参素
20 mmol/L Tris+ 20 mmol/L 硼酸+ 1.5 mmol/LSDS
微流控芯片测定丹参滴注液中丹参素、原儿茶酸、
原儿茶醛
吴小林，钟晓维，李偶连，刘翠，陈缵光*，微流控芯片对丹参滴注液中丹参素和原儿茶醛的测定，分析测试学报，2008，27（8），885～887
1
1b
a
I /P A
Migration/s
图3. L-赖氨酸样品及标准品的芯片毛细管电泳图Fig.3 Electropherograms of Lysine standard and sample by MCE-CCD
缓冲溶液(buffer solution): 5 mmol /L 1,2-ethylenediamine+15 mmol /L H BO (pH=8.8)?a.样品溶液(sample)?b.标准品溶液(standard solution)?1.L-lysine 。

微流控芯片非接触电导法检测
Ｌ－赖氨酸盐酸盐颗粒剂中的Ｌ－
赖氨酸
B
A
Y A x i s T i t l e
X Axis Title
B
A 50ppm 苦参碱
B 水峰
微流控非接触式电导法测定苦参碱栓中苦参碱
实验条件：频率６０　ｋＨｚ，激发电压６０Ｖ（Ｖｐ－ｐ），缓冲溶液８　ｍｍｏｌ／Ｌ　柠檬酸—柠檬酸钠（ｐＨ＝３．０），进样电压０．０１　ｋＶ，进样时间１５．０　ｓ，分离电压１．８　ｋＶ，通道有效分离长度４０　ｍｍ的条件下实现了三聚氰胺的分离检测。

微流控芯片分离检测奶粉中的三聚氰胺
金银花提取液在优化条件下的芯片毛细管电泳图
Electrophorograms of Honeysuckle distillation by MCE-CCD in the optimized condition
微流控芯片非接触电导法检测
金银花中的绿原酸
微流控芯片非接触电导法
分离检测
盐酸普萘洛尔和酒石酸美
托洛尔
•缓冲：
7mMTris-21mMH3BO3添加剂：0.5mMSDS •分离电压：2.0kV •分离电流：0.7uA •进样时间：15s
0100mV
B
A
3
3
2
2
1
1
m V
time/s
A ：0.25 mmol/L 的SDS+
1 mmol/L 的β-CD B ：0.25 mmol/L 的SDS 缓冲体系：
pH=3、2 mmol/L 的柠檬酸-柠檬酸钠1：水中杂质2：异烟肼3：水
微流控芯片非接触电导法测定异烟肼片中异烟肼含量
•缓冲溶液
•5 mmol/L Tris + 15 mmol/L H 3BO 3＋0.25 mmol/L CTAB (pH = 7.2)、添加剂5 %（体积比）乙醇、进样时间5.0 s 、分离电压2.0 kV 的条件下，2 min 内实现了对门冬氨酸钾镁注射液中主要成分门冬氨酸的分离和检测。

微流控芯片非接触电导法检测
门冬氨酸钾镁注射液中的门冬氨酸主要内容
毛细管电泳
432
1原理仪器
在药物分析中的应用在临床化学中的应用
2
仪器
3在药物分析中的应用
4在临床化学中的应用
1原理微流控芯片
氨基酸和神经递质的分离检测
缓冲溶液：MES-His
氨基酸：2.5 mmol/L ；神经递质200μg/mL
致谢：
莫金垣教授、蔡沛祥教授王立世教授、司徒贺宪工程师
参与实验研究的部分博士生、硕士生和本科生：翟海云，王峻梅，徐健君，王建伟，林伟丰，李全文，
蓝悠，李偶连，刘翠，杨秀娟，莫云燕，童艳丽，周勰，潘爱华，吕途，张菁，康信煌，张水锋，姜清芳，冯汗志，潘光旭，黄宝燕，闫笑笑，钟伟军，朱旋风
致谢：
国家自然科学基金
20375049，20575080和20727006(重点)
Thank you!广东省自然科学基金重点项目021808
广东省重大医疗器械专项2008A030102009
广东省教育厅科学基金Z03055
中山大学教学研究（改革）项目
中山大学中山医学院科技发展公司。