《微型化高速毛細管電泳生化分析儀的研製》是依託浙江大學，由方群擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：微型化高速毛細管電泳生化分析儀的研製
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：方群
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
根據當前國際微流控晶片和高速毛細管電泳領域的發展現狀，在研究組發展的皮升級平移自發進樣、缺口管陣列自動換樣和正交型光路螢光檢測技術的基礎上，研製完全具有自主智慧財產權的微型化通用型高速毛細管電泳生化分析儀。分析儀採用平移自發進樣方法結合短毛細管體系的設計，實現高速毛細管電泳分離操作，完全不同於基於微流控晶片的高速毛細管電泳系統，以打破國外在該領域商品化儀器中形成的技術壟斷。分析儀內集成皮升級進樣系統、毛細管電泳系統、自動樣品更換系統、高靈敏螢光檢測和數據處理系統，以及儀器控制、顯示和電源系統，以實現整體系統的微型化、集成化和自動化。將分析儀套用於胺基酸、多肽、蛋白質和DNA等重要生化樣品的快速分離，為生命科學的基礎研究，分子水平上的疾病診斷，藥品、食品和飼料的質量控制等提供先進的技術平台。
結題摘要
本項目在研究團隊前期研究成果基礎上，進行了微型化高速毛細管電泳生化分析儀的研製工作，研製成功多個具有自主智慧財產權的高速毛細管電泳系統和樣機，並套用於胺基酸、手性胺基酸、蛋白質和DNA等生化樣品的快速分離。 研究中，首先開展了構成分析儀的各單元子系統的研製工作，包括微流控皮升級進樣系統、自動樣品更換系統、短毛細管電泳系統、微型高靈敏雷射誘導螢光（LIF）檢測系統、分析儀的控制和顯示系統等。發展出多個針對不同試樣和套用的進樣方法，包括基於缺口管陣列的多模式皮升級進樣法，針對蛋白質樣品的部分平移自發進樣法，面向空間套用的封閉體系進樣法等。提出一種簡單可靠的加工錐形毛細管尖端的方法。研製成功微型化LIF檢測系統，系統集成半導體雷射光源、共聚焦光路元件、微型化光電倍增管及信號記錄和處理等單元。還利用在實驗中發現的雷射反射光斑與螢光光斑分離的現象，顯著提高共聚焦型LIF系統對毛細管內樣品的檢測靈敏度，對螢光素樣品的檢測限達到6.6×10-14 M。在此基礎上，將各單元子系統集成化，建立了多個毛細管電泳分析系統，並對其分析性能進行了系統的最佳化和完善。其中通用型高速毛細管電泳生化分析儀，將皮升級進樣、毛細管電泳、自動樣品更換、LIF檢測和數據處理單元，以及儀器控制、顯示和電源單元均集成於分析儀內，實現了系統的微型化、集成化和自動化，樣機大小為23×17×19 cm（長×寬×高）。分析儀成功套用於胺基酸、手性胺基酸、蛋白質和DNA樣品的快速分離，其中可在7 s內完成6種胺基酸的高速分離，最快可在1秒內完成3種胺基酸的超高速分離。在胺基酸分離中，分離效率可達2,200,000 /m至4,120,000 /m之間，相應的塔板高度為0.24 μm-0.45 μm。還研製成功超微型掌上高速毛細管電泳系統，實現了系統的進一步的微型化，整機尺寸只有9×7.5×7.7 cm（長×寬×高），是目前文獻報導的最小的高速毛細管電泳儀。此外，還研製了適於多樣品和納升級液滴樣品陣列的自動化高速毛細管電泳系統，在顯著降低樣品量的同時，還提出了一種實現微流控液滴系統與毛細管電泳系統聯用的新模式。基於順序注射系統，還研製了面向空間生物學研究的全封閉液路-自動化快速毛細管電泳系統。 上述研製的儀器有望為生命科學的基礎研究，分子水平的現場疾病診斷，藥品、食品和飼料的質量控制，空間生物學研究等提供先進的技術平台。
