下载文档原格式
毛细管电泳2激光诱导荧光鞘流检测系统优化研究及在基因分析中的应用陈 林 任吉存3(上海交通大学化学化工学院,上海200240)摘 要 对自组装的毛细管电泳2激光诱导荧光鞘流检测装置进行了系统的优化。
探讨了鞘流速度、激光功率和检测的位置对检测信号的影响以及鞘流速度与峰面积和理论塔板数的关系。
在优化的条件下,对荧光素检测的线性范围为1×10-8～1×10-10m ol ΠL ;检出限为7.5×10-11m ol ΠL (S ΠN =3)。
使用聚N ,N 2二甲基丙烯酰胺(PDM A )为双功能非胶筛分介质,将毛细管电泳2激光诱导荧光鞘流检测系统成功地用于DNA 片段及基因PCR 扩增产物分离检测。
关键词 毛细管电泳,激光诱导荧光,鞘流池,基因分析 2002212224收稿;2003208207接受;本文系国家自然科学基金(N o.20271033)、国家自然科学基金重点项目(N o.20335020)、科技部863重大专项(N o.2002AA431310)、上海市自然科学基金(N o.02Z A14057)、教育部和人事部留学归国人员启动基金资助1 引 言毛细管电泳(CE )是一种高效、快速的微量分离分析方法,被广泛地用于无机离子、有机化合物、药物和生物大分子分离分析1～3。
由于毛细管电泳进样体积小(一般为n L 级)。
因此,需要配置灵敏的检测器。
激光光源具有高强度、高相干性,可聚焦到接近衍射极限,适合于微小孔径柱的激发。
通过光纤容易聚焦于毛细管中心,使毛细管上的检测窗口长度大为缩短,既提高了激发效率,又减少了光散射,降低了检出限。
激光诱导荧光(LIF )是目前最灵敏的检测方法,它已成功地用于毛细管电泳在柱检测4,5。
在LIF 检测中,荧光背景噪音对检出限影响很大,样品Π管壁界面上的散射光是荧光背景噪音的主要来源之一。
D ovichi等首次采用鞘流池来消除界面上的散射光干扰5,这是由于鞘流与样品的缓冲溶液完全一致。
毛细管电泳-激光诱导荧光法测定细胞中谷胱甘肽门雪;吴成新;陈明丽;王建华【期刊名称】《色谱》【年(卷),期】2023(41)1【摘要】谷胱甘肽(GSH)在抵抗氧化应激和重金属解毒过程中发挥着重要作用,建立灵敏、准确的GSH定量分析方法对于研究细胞重金属毒性机制具有深远意义。
该研究以肝癌细胞(HepG2)为研究对象,以活性基团为芳香邻二醛的2,3-萘二甲醛(NDA)为标记试剂,建立了一种高灵敏度的测定细胞中GSH含量的毛细管电泳-激光诱导荧光检测方法(CE-LIF)。
实验考察了缓冲溶液的种类、pH、添加剂等对GSH与NDA的反应速率和NDA-GSH检测灵敏度的影响。
比较了pH为7.4和9.2的三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲溶液、pH为9.2的硼砂和Tris缓冲溶液中NDA-GSH的灵敏度和反应速率,结果显示在pH为9.2的硼砂缓冲溶液中NDA-GSH的灵敏度最高且反应速率最快。
进一步比较了4种添加剂对NDA-GSH灵敏度的影响,结果显示以β-环糊精(β-CD)作为添加剂效果最好。
在最优的实验条件下,GSH与NDA可以在5 min内达到反应平衡,3 min内检测到NDA-GSH电泳信号。
采用外标法对细胞中的GSH进行定量分析,方法线性范围为0.01~20.00 mmol/L,GSH的检出限和定量限分别为0.006μmol/L和0.020μmo l/L,加标回收率和标准偏差分别为95.7%~112.6%和3.8%~5.0%(n=3)。
通过建立的方法对HepG2细胞中的GSH进行定量分析,并研究了As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)刺激细胞后胞内GSH的变化情况。
结果表明,在研究剂量水平下,As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和Cr(Ⅲ)不会影响HepG2细胞中GSH的含量,而高剂量Cr(Ⅵ)会导致GSH含量显著降低。
结合元素毒性数据,说明HepG2细胞内GSH含量与细胞毒性相关,GSH含量会随着细胞毒性增大而降低。
基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统的开发和应用研究的开题报告一、研究背景毛细管电泳芯片作为一种快速高效的微流控分析技术，已经广泛应用于生化分析、生物医学、环境监测等领域。
其中，检测方法的进一步提升对于毛细管电泳芯片技术的应用和推广具有重要的促进作用。
而激光诱导荧光检测技术具有灵敏度高、选择性好、快速高效等优点，已经成为了毛细管电泳芯片分析的重要检测手段之一。
二、研究目的本研究旨在开发基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统，针对毛细管电泳芯片进行优化设计，并应用于生化分析、生物医学、环境监测等各个领域，提高毛细管电泳芯片技术的检测灵敏度与准确度。
三、研究内容和方法1.设计基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统，包括激光器、荧光检测器、荧光信号采集与数据处理系统等组成，最终实现成像和荧光信号实时检测。
2.优化毛细管电泳芯片的化学处理技术，在原型芯片上实现优化并进行筛选，筛选出适用于检测系统的最终芯片。
3.在该系统中使用生物分子、环境污染物等进行生化检测试验，评价检测系统的灵敏度和准确度。
4.对系统的实验结果进行数据处理、计算机图像分析、比较分析、统计学分析等，为后续毛细管电泳芯片技术的应用提供参考。
四、研究的意义和预期成果本研究的开发基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统将提高毛细管电泳芯片技术在生物、环境等领域的应用，具有广阔的市场前景和社会经济价值。
预期的成果有：1.开发出基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统，实现了灵敏度、分辨率等优秀的检测性能。
2.在该系统中应用生物分子、环境污染物等进行生化检测试验，得出了一系列有意义的实验结果。
3.提高毛细管电泳芯片技术的检测灵敏度与准确度，推动其在生物、环境等领域的应用。
针对毛细管中单分子的激光诱导荧光检测本研究的目的在于发展一个新型的激光诱导光谱检测方法来有效地检测流质（毛细管）中的单分子。
通过一个氩离子在钛宝石激光器中调谐到铷原子阶跃线时产生780.023 nm的激光来激发在毛细管中IR140分子。
关于流动中单分子的探测已经有多种实验方案了，包括有效的激光激发和荧光检测。
1-3当分子经过聚焦的激光束时，它会在基本的电子状态和激发的电子状态之间循环，并且在每个循环懂释放光子，继而形成光子爆发。
本研究阐释了单分子检测中的一个重要概念，即如何提高样本中所有分子的检测效率，而不仅仅是经过探针的分子。
在以往关于单分子检测的实验中，大部分的分子没有经过激发激光束，结果整体的检测效率较低。
本文方法的独特之处在于将分子集中于一个毛细管中，用激发激光束来照射毛细管的整个内直径，并且用金属气过滤器吸收激光镜面散射。
溶液状态中敏感荧光检测受到了光学和溶剂中噪声源的限制。
通过将探针的体积降低到最可能小的水平，从本底发光和喇曼散射中隔离分子荧光的主要问题得到了解决。
探针体积的减小可以通过光学上限制发光\观察到的体积，或者物理上减小样本监禁的大小，或者同时采用光学和物理学上的方法。
许多实验方法已经用到了单分子检测中的样本监禁，比如鞘流动单元和电动悬浮微滴法。
通过让分子在样本流中流动，Keller等人1利用激光诱导荧光（LIF）观察单分子中的光子爆发。
运用电动悬浮将单分子限制到微滴里面，Ramsey等人2通过信噪比3检测到单分子。
Soper等人3证明了近红外分子（IR132）通过集中的高斯激光束的检测效率为97%。
通过一个非常简单的毛细管实验系统，我们运用二极管激光器产生了流动液体中的近红外荧光团，并且一次探针中检测了103-104分子。
随着更多通用激光源的发展，这种基于毛细光的方案可以简便地运用到毛细管区电泳和毛细管液相色谱的实践分析，或者是任何包括非常小样本的分析技术中。
但是，由于需要将空间探测的效率降低到单元值以下，进而最小化激光散射和本地噪音，单分子检测并未取得100%的方法效度。
