本文選題：微流控芯片　切入點：抗蛋白吸附　出處：《青島大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：蛋白質(zhì)組學(xué)一直是科學(xué)家們研究生命活動的重要課題,由于蛋白質(zhì)分離分析的研究過程耗時耗力,針對現(xiàn)有的微流控芯片電泳存在的不易便攜、高壓安全性、微通道易吸附生物大分子的問題和納濾膜分離技術(shù)存在的分子傳輸、功能化等問題,本論文主要側(cè)重于改進蛋白質(zhì)分離和傳輸方法,主要工作和結(jié)論如下:1.利用模板澆鑄法和干膜刻蝕法制備一種便攜式聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片電泳裝置,該種微芯片的通道直徑為375μm,有效分離長度為25 mm,實驗結(jié)果表明該芯片與電化學(xué)工作站聯(lián)用后可在低電壓下實現(xiàn)對牛血清蛋白(BSA)、細胞溶菌酶(Lys)和細胞色素C(Cyt-c)的快速基線分離,與傳統(tǒng)的毛細管電泳儀相比,本裝置不僅體積小、質(zhì)量輕、成本低、易便攜,而且所用電壓較低,不需攜帶常規(guī)的大型高壓供電器,使用過程方便安全節(jié)能。2.利用光刻法制備一類“夾心式”聚乙二醇(PEG)基質(zhì)的微流控芯片電泳裝置,這種PEG微通道尺寸可自由調(diào)控,且材料本身具有較好的抵制蛋白吸附的能力,不需附加的通道表面修飾過程,實驗結(jié)果證明,這類芯片電泳可在短時間內(nèi)實現(xiàn)對蛋白質(zhì)Cyt-c,Lys和BSA的分離分析,具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。3.基于化學(xué)氣相沉積(CVD)法制備垂直碳納米管(CNT)陣列的濾膜和表面原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(SI-ATRP)在濾膜表面接枝溫度敏感型高分子聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)和磁性納米顆粒四氧化三鐵(Fe3O4),制備一種溫度響應(yīng)型和溫度-磁場雙響應(yīng)型的碳納米管智能濾膜,其中CNT內(nèi)15 nm的管道作為濾膜傳輸離子和生物分子的唯一通道,實驗結(jié)果證明,接枝的PNIPAM和Fe3O4鏈可隨外界溫度和磁場變化發(fā)生構(gòu)型改變,以此來控制濾膜的管徑大小,可實現(xiàn)離子傳輸和不同尺寸蛋白質(zhì)的分離的可控控制,即智能濾膜的可控“開-關(guān)”功能,這將在未來生物分離過濾、生物傳感器等領(lǐng)域有一定的潛力。
[Abstract]:Proteomics has always been an important subject for scientists to study life activities. Because the research process of protein separation and analysis is time-consuming and labor-intensive, the existing microfluidic chip electrophoresis is difficult to carry and high pressure safety. Microchannels are easy to adsorb biomolecules, and nanofiltration membrane separation has many problems, such as molecular transport and functionalization. In this paper, we focus on improving the methods of protein separation and transport. The main work and conclusions are as follows: 1. A portable polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip electrophoresis device was prepared by template casting and dry film etching. The channel diameter of the microchip was 375 渭 m and the effective separation length was 25 mm. The experimental results showed that the microchip combined with electrochemical workstation could realize the rapid baseline separation of bovine serum protein (BSA), lysozyme (Lys) and cytochrome C (Cyt-c) at low voltage. Compared with the traditional capillary electrophoresis instrument, the device is not only small in volume, light in weight, low in cost, easy to carry, but also low in voltage, so it does not need to carry conventional large high-voltage electrical appliances. The process is convenient, safe and energy saving. 2. A kind of microfluidic chip electrophoresis device with "sandwich type" peg matrix is prepared by photolithography. The size of PEG microchannel can be adjusted freely, and the material itself has good resistance to protein adsorption. No additional channel surface modification is required. The experimental results show that this kind of chip electrophoresis can be used for the separation and analysis of protein Cyt-cu Lys and BSA in a short time. It has good reproducibility and stability. 3. Preparation of perpendicular carbon nanotubes (CNT) arrays by chemical vapor deposition (CVD) method and surface atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) grafted onto the surface of the filter membrane by temperature sensitive polymer poly (N-isopropylene-n-isopropylene-n-isopropyl). PNIPAM) and Fe _ 3O _ 4O _ 4 magnetic nanoparticles were used to prepare a kind of carbon nanotube intelligent filter membrane with temperature response type and temperature magnetic field double response type. Among them, the 15nm tube in CNT is the only channel for the transport of ions and biomolecules. The experimental results show that the PNIPAM and Fe3O4 chains can change with the change of external temperature and magnetic field, so as to control the diameter of the membrane. It can realize the controllable control of ion transport and separation of proteins of different sizes, that is, the controllable "on-off" function of intelligent filter membrane, which will have certain potential in the field of biological separation and filtration, biosensor and other fields in the future.
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TQ931

【參考文獻】

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本文編號：1663429