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1、南京大学博士学位论文微纳流控芯片的制备及其在生物分析中的应用F a b r i c a t i o no fm i c r o n a n o f l u i d i c sc h i pa n di t soJ lIa p p n C a t l o n Sl nb i o a n a l y s | s作导者：王琛师：夏兴华教授2 0 11 年8 月南京独创性声明本人声明：所呈递的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与
2、我一同工作过的同志对本研究所作出的任何贡献，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：2 0 11 年8 月8 日型目“ t i t -目录中文摘要1英文摘要4本文的主要创新点8第一章绪论一91 1 微纳流控系统概论91 2 微流控系统1 01 2 1 微流控芯片的制备1 01 2 2 微流控系统的性质1 11 2 2 1 层流1 21 2 2 。2 传质1 21 2 2 3 传热1 21 2 3 微流控芯片的应用1 21 2 3 1 临床分析1 21 - 2 3 2 细胞分析1 41 2 3 3 蛋白质分析1 71 2 3 4 核酸分析2 01 3 纳流控系统2 01 3 1 纳流控芯片
3、的制各2 11 3 1 。1 自上而下法2 11 3 1 2 自下而上法2 31 3 2 纳流控系统的性质2 41 3 2 1 电渗流2 41 3 2 2 物质传输2 41 3 2 3 纳米限域空间2 51 3 3 纳流控芯片的应用2 61 3 2 1 基于纳流控技术的分离方法2 61 3 2 2 基于纳通道的晶体管、二极管2 71 3 2 3 基于纳流控技术的样品富集方法2 7南京大掌博士学位论文目录1 4 我国微纳流控系统的发展2 71 5 本文的选题依据和主要研究内容2 8参考文献2 9第二章尺寸可调的微纳流控芯片的制备及其在生物分析中的应用3 82 1 前言3 82 2 实验部分4 1
4、2 2 1 材料4 12 2 2 制各4 12 2 3 表征4 22 2 4 测量仪器4 22 2 5 蛋白质富集4 22 2 6 安全考虑。4 32 3 结果与讨论4 32 3 1 纳米通道的制备与表征4 32 3 2 电渗流测定4 62 3 3 微纳流控芯片的富集能力4 72 4 结论4 9参考文献5 0第三章微纳流控芯片上酶反应动力学的研究5 33 1 前言5 33 2 实验部分5 63 2 1 材料与试剂6 03 2 2 芯片制备5 63 2 3 仪器和电装置5 73 2 4 酶富集实验5 73 2 5 电化学检测5 83 2 6 安全考虑- 5 83 3 结果与讨论5 83 3 1
5、蛋白质在微纳芯片上的富集5 8固堕塑型燮旦3 3 2 检测电位的影响5 93 3 3 酶反应产物H 2 0 2 的测定6 03 3 4 酶反应动力学分析6 13 4 结 A 6 7参考文献6 7第四章纳米限域效应：纳米通道中G O x 的催化反应动力学7 04 1 前言7 04 2 实验部分7 34 2 1 材料与试剂7 34 2 2 芯片制备7 34 2 3 酶的固定化7 44 2 4 表征7 44 2 5 电化学检测7 54 2 6 羧基表面覆盖度7 54 1 2 7 安全考虑7 54 3 结果与讨论7 54 3 1 纳流控芯片的制备7 54 3 2 纳通道中固定化酶的表征7 64 3 3
6、 检测电势的影响7 84 3 4 反应产物H 2 0 2 的测定7 94 3 5 限域空腔中酶反应动力学的研究一8 04 4 结论8 4参考文献一8 4第五章微纳流控芯片上蛋白质在线富集、快速标记与纯化8 75 1 前言8 75 - 2 实验部分9 05 2 1 材料与试剂9 05 2 2 微纳流控芯片制备9 05 2 3 仪器装置9 1l l I南京大学博士掌位论文目录5 2 4 微纳流控芯片上蛋白质的富集、标记和纯化9 25 2 5 本体溶液中的荧光标记反应9 25 2 6 染料蛋白质摩尔比( D P R ) 的计算安全考虑。9 25 2 7 安全考虑9 35 3 结果与讨论9 35 3
7、1 纳米通道深度的优化9 35 3 2 蛋白质富集、标记和纯化9 65 3 3 标记条件的优化9 75 3 4 微流控体系和宏观体系下蛋白质标记动力学的比较9 95 3 5 标记方法的普适性研究1 0 25 4 结j 沧。1 0 3参考文献1 0 3附录1 0 7致谢1 0 9I V秆京大掌博士掌位论文毕业论文题目：丝纳速蕉堇筮盟剑查盈甚查生堑金堑主盟廛旦佥：盘垡堂专业2 Q Q Z 级博士生姓名：逐指导教师( 姓名、职称) ：夏羞生耋咝微流控芯片将生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生化学反应、分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整
8、个系统，用于取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台，又称芯片实验室( L a bo n aC h i p ) 。随着纳米科技的发展，研究者可以监测到更小尺寸内，甚至到几个纳米的流体行为，从而诞生了一个新的研究领域：纳流控学。微流控系统与纳流控系统的集成形成微纳流控系统。微流控技术以其分析快速、微型易携、高集成化和试剂消耗量少等优点发展迅速，其应用范围逐步渗透到化学、生物、物理、临床医学等各个领域。因此，探索微纳流控器件制备新方法，寻找其在生物分析上的应用具有重要价值。本论文围绕微纳流控芯片的制备方法及其在生物分析上的应用，开展了以下几个方面的工作。1 紫外剥离法制备微纳流控芯片及其在生物分析中的应用本章提出了一种简单、经济而快速的紫外剥离技术，通过光化学分解反应来制作尺寸可调的纳流控芯片。实验中以聚对苯二甲酸乙二酯( p o l y ( e t h y l e n et e r e p h t h a l a t e ) ，P E T ) 为掩膜，经过2 5 4n n l 紫外光照，聚碳酸酯( p o l y ( c a r b o n a t e ) ，P C ) 表面发生光化学分解，形成纳米结构
