应用于空间生物样品分离的自由流电泳芯片研究

发布时间：2017-07-17 23:05

  本文关键词：应用于空间生物样品分离的自由流电泳芯片研究

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【摘要】：随着航天技术的发展,目前国际空间科学研究的竞争主要体现于如何有效地利用空间环境进行包括生命科学在内的一系列科学研究。空间生物样品的分离与富集技术成为热点。由于空间微重力环境的特殊复杂性,如何利用现有的技术条件和理论将其应用于空间生命仪器装置,优化试验条件和技术方法,为研发小型化、集成化、低功耗和自动化的应用于空间环境的生物样品处理装置提供一定的理论依据和技术支持。作为生物样品常规纯化制备技术——自由流电泳因为操作流程简便、体积小重量轻和能量消耗低等优势具有在空间实验环境的分离可能。本研究基于空间环境下,利用自由流电泳技术对生物样品中的大分子物质(蛋白、核酸)进行分离,在常规自由流电泳基础上进行优化,设计并加工了能够应用于空间环境下蛋白质与核酸分离的自由流电泳芯片装置。该装置包括芯片核心部件及其固定装置、高压电源模块、数据采集、电路控制装置、流体控制组件等,其各项参数符合设计要求,并通过实验验证运行的可靠性与稳定性。在关键技术研究上,利用蛋白质等电点的性质,通过模拟条件的优化,缓冲液的pH使样品中蛋白质正电荷,在电场条件下与带负电荷的核酸进行分离。并考察了不同分离条件对分离效果的影响,其中样品分离的分离电压对分离效果影响显著,结果表明,在300V的电压下,样品的分离度较好且自由流芯片的稳定性均好于其他分离电压。本论文的主要工作是在国家重大仪器专项多指标生物分析样品仪器开发应用的背景下,为空间生命仪器搭载装置的开发提供了一定的理论依据和技术支持具有很强的创新意义。
【关键词】：自由流电泳 芯片 生物样品 仪器 蛋白质 核酸
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V524.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 自由流电泳的发展需求9-10
• 1.2 自由流电泳原理10
• 1.3 自由流电泳的分离模式10-13
• 1.3.1 区带电泳11
• 1.3.2 等电聚焦电泳11-12
• 1.3.3 等速电泳12
• 1.3.4 梯度电场电泳12-13
• 1.4 自由流电泳芯片设计13-19
• 1.4.1 芯片结构设计13-15
• 1.4.2 芯片材料15-16
• 1.4.3 分离检测及染料性质16-19
• 1.5 空间生命科学的发展19-20
• 1.5.1 从细胞水平考察重力对生命过程的影响19-20
• 1.5.2 空间生物技术和空间生物加工问题20
• 1.6 自由流电泳在空间生命科学领域的应用20-23
• 第2章 实验23-33
• 2.1 实验仪器23-24
• 2.2 实验试剂及耗材24-25
• 2.3 自由流电泳芯片制作工艺研究25-30
• 2.3.1 掩膜设计25-26
• 2.3.2 光刻26-27
• 2.3.3 刻蚀27-28
• 2.3.4 打孔28
• 2.3.5 键合28-29
• 2.3.6 线路接入29-30
• 2.3.7 芯片回收30
• 2.4 样品处理30-31
• 2.4.1 细胞全蛋白提取30
• 2.4.2 FITC样品标记30-31
• 2.4.3 测定等电点31
• 2.5 自由流电泳芯片分离装着设计31-33
• 2.5.1 芯片固定装置设计32
• 2.5.2 储液袋及其固定装置设计32-33
• 第3章 结果与讨论33-48
• 3.1 自由流芯片制作条件优化33-37
• 3.1.1 刻蚀条件35-36
• 3.1.2 固定化光胶36
• 3.1.3 芯片键合36-37
• 3.2 自由流电泳芯片分离性能测试37-40
• 3.3 芯片分离装置40-46
• 3.3.1 芯片固定装置42-44
• 3.3.2 储液袋及其固定件44-46
• 3.3.3 管路连接46
• 3.4 装置性能测试46-48
• 结论48-49
• 参考文献49-55
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单55-56
• 致谢56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：554999