微液制备及其“质谱传感器”的构建与应用
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摘要
液滴的形成是自然界最为普遍的现象之一,构成地球上动植物赖以生存的阳光雨露。但是,自然生成的液滴,往往大小不一,频率不一,如何制备大小均一、频率可控的微液滴,在自然科学中有着重要的意义。近年来,随着对液滴进行各种操作的技术逐渐成熟,将液滴系统作为微小体积的研究平台,特别是基于微流控芯片的微液滴,吸引了众多来自物理学、化学和生物学等多个领域的广泛关注。过去十多年里研究者们提出了多种技术,其中T型通道和流动聚焦装置是最常用的两种产生大小可控连续液滴的方法。本实验室在成功利用表面张力与重力相结合制备纳升级液滴的基础上,进一步研究以重力和静电作用作为推动力,提出了一种新的、液滴体积在数十纳升级大小液滴生成方法,研究了影响微液滴大小和时间间隔的因素。利用更细的毛细管产生更小的液滴,同时引入微透析单元,建立微透析-纸喷雾离子化-质谱分析系统。此外,二氧化硅包被的纸基质使纸喷雾离子化性能得到显著提升。对于体积为50 nL的微液滴,方法最高分辨率可以达到约1.5 s。细胞培养液中葡萄糖浓度的在线监控得以实施,并以激素对其的调控作为模型开展研究。为了建立自动化、在线的多通道微流控芯片-质谱分析平台,设计并制作了一套装置用于毛细管的微取样。毛细管的运动通过电脑编程,从而以微液滴的形式(体积一般几十纳升)从不同的微流控通道内吸取样品,样品之间被空气柱间隔。浓度梯度实验证明方法的可行性和分析性能后,利用质谱滴定法测定了非共价蛋白质-蛋白质复合物中结合常数。最后,引入细胞培养单元,以乳酸外排为例,通过在线微流控芯片-质谱分析平台研究细胞代谢。细胞代谢物的实时监控、药物对不同类型细胞差异化作用效果、药物的剂量-响应评价等三方面工作得以开展,展示了这一平台在细胞分析中的潜力。
引文
[1]F.Chen,Y.Rang,Y.Weng,L.Lin,H.Zeng,H.Nakajima,J.-M.Lin,K.Uchiyama,,Analyst,2015,DOI:10.1039/C5AN00040H
[2]W.Liu,Q.Chen,X.Lin,J.-M.Lin*,,Analyst,2015,140,1551-1554.
[3]W.Liu,N.Wang,X.Lin,Y.Ma,J.-M.Lin,Anal.Chem.,2014,86(14),7128–7134
[4]Y.Zhang,Haifang Li,Yuan Ma,and Jin-Ming Lin*,Analyst,2014,139(5),1023–1029.17
[5]C.Luo,Y.Ma,H.Li,F.Chen,K.Uchiyama,J.-M.Lin,Journal of Mass Spectrometry,2013,48,321-328.
[6]Lin,R.G.Cooks,Z.Ouyang,Anal.Chem.,2010,82(6),2463-2471.
[7]J.Liu,J.-M.Lin,D.Knopp,J.Micromech.Microeng.,2008,18,095014(10pp)
[2]W.Liu,Q.Chen,X.Lin,J.-M.Lin*,,Analyst,2015,140,1551-1554.
[3]W.Liu,N.Wang,X.Lin,Y.Ma,J.-M.Lin,Anal.Chem.,2014,86(14),7128–7134
[4]Y.Zhang,Haifang Li,Yuan Ma,and Jin-Ming Lin*,Analyst,2014,139(5),1023–1029.17
[5]C.Luo,Y.Ma,H.Li,F.Chen,K.Uchiyama,J.-M.Lin,Journal of Mass Spectrometry,2013,48,321-328.
[6]Lin,R.G.Cooks,Z.Ouyang,Anal.Chem.,2010,82(6),2463-2471.
[7]J.Liu,J.-M.Lin,D.Knopp,J.Micromech.Microeng.,2008,18,095014(10pp)