毛细管电泳芯片
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
毛细管电泳芯片的分类
阵列毛细管电泳芯片
Woolley提出的12管道毛细管电泳芯片, Y.Shi. 提出的96分离通道毛细管电泳 芯片半径为150mm 尺寸为50×75mm
毛细管电泳芯片的分类
二维毛细管电泳芯片的出现是对毛细管电泳芯片的一次扩展,它不仅
具有一维毛细管电泳芯片的优点,还具有更高的分离效率。
毛细管电泳芯片工作原理
传统电泳的动力是电泳力,而毛细管电泳的动力是电泳力和电渗力 的合力。
电渗是在外电场作用下,带电固体附近的电解质溶液相对于固体
表面运动的现象。 由于固体表面带有电荷,并在与其接触的电解质溶液中产生双电 层。 电渗是由于扩散层中反离子在外电场作用下迁移,也携带着本底溶 液一起运动的结果。 几乎所有的电渗流理论研究皆基于von Smoluchowski的经典理论 。
废液池 分离通道 检测点
毛细管电泳芯片的分类
简单毛细管电泳芯片系统
A:进样缓冲池;B:进样废液池;C:分离缓冲池;D:分离废液池; E:进样通道;F:分离通道;G:检测器
结 构
进样:由进样缓冲池、进样废液池和进样通道组成。 分离:由分离缓冲池、分离废液池和分离通道组成。 检测:由检测器和信号检测处理电路组成。 芯片控制系统:主要由计算机和高压模块构成了电压施加控制系统。 进样时,计算机控制进样电压经高压模块加在进样池A 与进样废液池 B之间。分离时,计算机控制分离电压经高压模块加在缓冲池C和缓冲 废液池D 之间。在进样电压作用下,分析样品从进样缓冲池经进样通 道进入毛细管分离通道,分离通道里面的样品在分离电压的驱动下会 出现电泳现象,
毛细管电泳芯片的分类
自由溶液毛细管电泳(Free-Solution Capillary Electrophoresis) 毛细管凝胶电泳(Capillary Gel Electrophoresis) 等电聚焦(Isoelectric Focusing) 等速电泳(Isotachophoresis) 束胶电动色谱(Micellar Electrokinetic Chromatography)、 电色谱(Electrochromatograph) 脉冲电场电泳(Pulse-Field Electrophoresis)
具有温度梯度的二维毛细管电泳芯片结构示意图
μTAS 2002 , 311-313
毛细管电泳芯片的分类
集成式毛细管电泳芯片
Eric T. Lagally将聚合酶 链式反应PCR和毛细管电泳集 成的玻璃芯片。该芯片有8个 结构相同、彼此独立的通道, 可同时进行多种分析。芯片 直径为100mm、厚度约1.1mm
毛细管电泳芯片的分类
根据芯片结构可分为:
简单毛细管电泳芯片 阵列毛细管电泳芯片 二维毛细管电泳芯片 集成式毛细管电泳芯片
毛细管电泳芯片的分类
简单毛细管电泳芯片
样品池 进样通道 缓冲液池 样品废液池
在进样通道两端施加电压,样品池中的样品在电渗流的作用下 经十字交叉部分流向样品废液池;再将电压切换至分离通道两端, 此时,处于十字交叉处的样品在电渗流的推动下进入分离通道进行 分离,最后在检测点进行检测。
图中: A:通用样品总线 B:微阀门 C:PCR腔 D:出气孔 E、F、G:储液池
Sensors and Actuators B, 2000,63
2. 毛细管电泳芯片的工作原理
毛细管电泳芯片的工作原理
毛细管电泳芯片的基本工作原理与普通毛细管电泳没有本质区别, 只是在形式和操作上不同 毛细管电泳芯片的优点: 1.分析效率高:分离效果好、速度快、样品消耗量少 2.芯片设计灵活多样:不同形状、多通道、二维结构 3.适合与其他系统整合,实现生化分析连续性、自动化
E u eo 4
为介电常数, 为缓冲液的粘度, 为管壁附近剪切面的zeta电势。
FE qE
毛细管电泳芯片工作原理
1)带电粒子电场力为:
FE q E
(其中FE为电场力;q为溶质粒子所带的有效电荷;E为电场强度)
2)带电粒子运动时所受到的阻力,即为摩擦力为:
F f ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Hale Waihona Puke Baidu
毛细管电泳芯片的工作原理
电渗流(Electroosmosis Flow,EOF)
毛细管管壁表面带有电荷,在溶液中将形成双电层,当外加电场 作用时,就形成电渗流。 例如:表面带负电的毛细管管壁吸引溶液中的阳离子,在管壁附 近形成双电层,当外加电场E作用时,处于扩散层的阴离子将向正极 方向移动,并带动溶液与其一起迁移,形成电渗流:
毛细管电泳芯片
Capillary Electrophoresis (CE) Chip
1.毛细管电泳芯片定义与分类
4.1
毛细管电泳芯片
毛细管电泳(Capillary Electrophoresis ) —— 以毛细管为分离通道,高压直流电场为驱动力的液相 分析技术。 带电悬浮颗粒或大分子在一定介质中因电场作用而发 生移位运动的物理化学现象。 颗粒或大分子运动的迁移速率取决于电势差、颗粒带 电量和颗粒大小、形状。 1937年,瑞典化学家Tiselius蒂塞利乌斯运用电泳成 功分离了血清蛋白,获得1948年诺贝尔化学奖,开创了 电泳技术的新纪元。
毛细管电泳芯片
定义:
毛细管电泳芯片是在常规毛细管电泳的原理和技术的基础上, 利用微加工技术在平方厘米级大小的芯片上加工出各种微细结 构,如通道和其它的功能单元,实现样品的进样、分离和检测, 是一种多功能化的快速、高效、低耗的微型实验装置。 利用物质分子在外加电场作用下电泳速度和电渗速度的不同,实 现样品分离.
毛细管电泳芯片
1992年,瑞典科学家 Manz等人在上发表论文,首先提出了 毛细管电泳芯片的概念,以荧光染料为分析对象,研究在芯片微通道 网络中以电渗为动力实施进样和分离的可能性,展示了芯片毛细管电 泳的功能。 1993年,美国橡树岭国家实验室 Ramsey、加州大学伯克利分校 Mathies 小组研究了芯片毛细管电泳的微流控制、进样方法和影响柱 效的因素。 1994年,加拿大Alberta大学的 Harrison 等 人研究了复杂通道 网络中的电渗流控制技术,构建了微型化的毛细管电泳芯片系统平台, 并使其成为一种非常有效的分析手段。