（分析化学专业论文）基于多通道模式滤光检测的同步分离分析光化学传感器的研究.pdf

摘要 我们的研究工作是在新型光纤化学传感模式模式滤光检测的基础上 开展的。光纤模式滤光传感器是基于折射率变化的堂丝堂佳蹙箍，本文旨 在研究多通道模式滤光检测和将分离技术同此方法结合建立同步分离分析 的传感器，主要工作围绕四个方面开展： 一、作者开展了多通道模式滤光检鲤的研究工作，同时还对多通道模式 滤光进行了理论分析，：在理想的条件下，即将入射的激光抽象地认为是绝 对平行的光线；激光在光纤内传播不存在散射和吸收；光纤表面绝对平整， 建立了多通道模式滤光的数学理论公式，并用理论公式合理地解释了一部 分实验现象。首次在国际上明确提出了可以基于多通道模式滤光检测实现 对样品的同步分离分析。p 。 二、用多通道模式滤光检测方法对葡萄糖水溶液中葡萄糖的浓度进行了 ， 测定。f 检测范围从0 5 2 0 ( ：) 。在建立了标准工作曲线后，用三不 同的检测通道对实际样品5 的葡萄糖注射液的测定都与药典法相吻合。实 验还表明此多通道模式滤光仪器的响应迅速、重现性好。在实验的基础上 论证多通道模式滤光检测可以实现对样品的同步分离分析。 7 一 三、为了在模式滤光传感器的环形空腔内实现分离功能，作者又对具 有液相色谱功能的共价键合涂层进行了初步的研究。；用共价键合的方法， 在光纤和毛细管内壁共价固定了一层长链烷基的硅烷化试剂( w d 1 0 ) ，在 甲醇的水溶液为流动相的条件下，构造了一个开管的反相毛细管液相色谱。 发现了乙醇、丁醇、苯甲醇的停留时间不一样，并从三个通道观察到了乙 醇和丁醇在柱内不同位置的分离情况。初步证实了将长链烷基的硅烷化试 剂( w d 1 0 ) 共价固定在环形空腔内表面可以实现同步分离分析。，。 。1 四、将毛细管电泳和基于折射率变化的多通道模式滤光检测结合起来， 实现 泳的 的。 以环 和丙 液中 氨酸 i i a b s t r a c t w i t ht h eb a s eo f t h em o d e - f i l t e r e dl i g h td e t e c t i o n ，w h i c hb e l o n g st ot h er e f r a c t i o ni n d e x ( r j ) d e t e c t i o ns y s t e m ，t h er e s e a r c ho fn o v e lo p t i c a lf i b e rs e n s o r sa n di n s t r u m e n t sh a sb e e n d o n ei nt h i sp a p e r a i mt ob u i l tt h es e r k $ o r sf o rs i m u l t a n e o u ss e p a r a t i o na n da n a l y s i s ，t h e m o d e f i l t e r e dl i g h td e t e c t o rh a sb e e nc o m b i n e dw i t ht h es e p a r a t i n g t e c h n o l o g y 1 - t h e t h e o r yo f m u l t i c h a n n e lm o d e - f i l t e r e dl i g h td e t e c t i o nh a sb e e ns t u d i e di nt h i sp a p e r o nt h e a s s u m p t i o nt h a tl a s e ri sab e a mo f p a r a l l e ll i n e sa n dn oe n e r g ya b s o r p t i o no c c u r si nt h e f i b e rw h o s es u r f a c ei sa b s o l u t e s m o o t h ，t h et h e o r e t i c a le q u a t i o n sh a sb e e nf o u n df r o m t h e o r e t i cr e a s o n i n ga n dh a sb e e nu s e d s u c c e s s f u l l y t oe x p l a i ns o m eo f t h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s t h es e n s o rw i t hs y n c h r o n i z a t i o no fs e p a r a t i o na n da n a l y s i sh a sb e e ni n 仃o d u c e df o rt h e f o u n d a t i o no f t h et h e o r e t i c a la n d e x p e r i m e n t a lr e s u l t s 2 an o v e lm o d e f i l t e r e dl i g h td e t e c t i o nm e t h o di sd e s c d b e di nw h i c ha nu n j a c k e t e d o p t i c a lf i b e ri si n s e a e di n t oat r a n s p a r e n tc a p i l l a r yt u b ea n dt h r e eo rm o r ed e t e c t i o nc h a n n e l s a r es e tu po nt h ec a p i l l a r ys i d ef o rd i f f e r e n td i s t a n c ef r o mt h ep o r to f f i b e r w i t ht h ep r e s e n t m e t h o da n d a p p a r a t u s ，g l u c o s ea n dg l y c e r o lh a v e b e e nd e t e r m i n e d ，w i t hg o o dr e p r o d u c i b i l i t y , s t a b i l i t ya n das m a l lv o l u m e f u r t h e r m o r e ，ar e a ls a m p l eo f g l u c o s ei n j e c t i o ni sm e a s u r e df o ra d e t e c t i o nv o l u m eo f 5 此，a n da n a c c e p t a b l er e s u l ti so b s e r v e d 3 w i t ht h ei m m o b i l i z a t i o no fa s e p a r a t i n gf u n c t i o nc l a d d i n gi nt h ea n n u l a rc o l u m no f t h es e n s o r , t h es e n s o rs y s t e mw i t hs y n c h r o n i z a t i o no fs e p a r a t i o na n da n a l y s i sh a sb e e n e s t a b l i s h e d a f t e rt h ea n n u l a rc o l u m nc o v a l e n th a sb e e nb o n d e dw i t hs i l y l a n i z a t i o nr e a g e n t ( w d - 1 0 ) ，a no p e nt u b u l a rl i q u i dc h r o m a t o g r a p h i cs e n s o ra r cc o n s t r u c t e d u s i n ga q u e o u s m e t h a n o ls o l u t i o na sam o b i l ep h a s e ，r e t e n t i o nt i m e so f a l c o h o l ，b u t a n o l ，a n db e n z y la l c o h o l a r ed i f f e r e n t t h es e p a r a t i o np r o c e s so fs a m p l ec o n t a i n e da l c o h o la n db u t a n o li so b s e r v e d f r o mt h r e es e l e c t e dc h a n n e l s ，a n dt h er e s u l t ss u g g e s tt h a tt h i sm e t h o d c a nr e a c ht h ep u r p o s eo f s y n c h r o n i z a t i o no f s e p a r a t i o na n da n a l y s i s i i i 4 t h en o v e lm e t h o df o rt h es y n c h r o n i z a t i o no f s e p a r a t i o na n da n a l y s i si sd e s c r i b e d ，i n w h i c ht h em o d e f i l t e r e d l i g h t d e t e c t o ri su s e da sa no nl i n ed e t e c t o ro fc a p i l l a r y e l e c t r o p h o r e s i s ，a n da ni n s t r u m e n t h a sb e e ne s t a b l i s h e d c o r r e s p o n d i n g t ot h i sm e t h o d i n s t e a d o f ar o u n d c a p i l l a r y ，a n a n n u l a rc o l u m n w h i c h i sc o n s t r u c t e db y i n s e r t i n g a n a k e do p t i c a l f i b r e ( 中= 4 0 0 p a n ) i n t ot h ef u s e ds i l i c ac a p i l l a r y ( m = 5 3 0 p m ) ，i su s e di nt h ec a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s u s i n gt h ec a p i l l a r yi s o t a c h o p h o r e s i s i nt h ea n n u l a rc o l u m n ，as a m p l ec o n t a i n i n ga l a n i n e ( 9 8 m m ) a n dg l y c i n ( 1 0 o m m ) i ss e p a r a t e da n da n a l y z e ds i m u l t a n e o u s l yb yt h em u l t i c h a n n e l m o d e - f i l t e r e dl i g h td e t e c t i o n t h es i g n a l sf r o mt h r e ec h a n n e l ss h o w t h a tt h ec o n c e n t r a t i o n so f t w o c o m p o n e n t si nt h es a m p l e a r eo f s i m i l a r i n t e n s i t yi nd i f f e r e n tc h a n n e l s i v 第一章绪论 l 一1 光化学传感器的研究现状 分析化学最重要的任务之一就是要选择性获取物质的化学信息。传统的做法是 采样后带到实验室检测。但是随着科学研究和现代工业的发展，这种模式愈来愈不适 应实际工作的要求。许多分析任务都需要在现场即时地完成，但不可能将精密分析仪 器都搬到现场。这就需要有一个选择性获取化学信息和将这些化学信息传导到精密分 析仪器的“界面”。化学传感器就是这样的“界面”【l 】。当今的科学研究和工业控制 与监测对分析化学提出了原位( i ns i t u ) 、在体( i n v i v o ) 、实时( r e a l t i m e ) 、在线( o n l i n e ) 的要求f - - z 】，这种要求在生命科学的研究中尤为重要。化学传感器( c h e m i c a l s e n s o r s ) 重要分支之一的光化学传感器( o 州c a lc h e m i c a ls e n s o r s ) 在实现上述要求 时具有优势。 光化学传感器( o p t i c a lc h e m i c a ls e n s o r s ) 按传感器的复杂程度来分，可以分为三 大类：普通光学波导传感器、化学修饰传感器和生物修饰传感器三类【”。普通光学波 导传感器是依靠分析对象本身的固有的可检测的光学性质来获得信号。这类传感器具 有通用性，但其本身没有化学识别功能【l ，”。为了解决这个问题，多数光化学传感器都 在光学波导的适当的位置固定了一层化学试剂来提高分析对象的识别能力，这层化学 试剂称为敏感层，这类传感器被称为化学修饰传感器。若在光学波导传感器或化学修 饰传感器上再修饰一层生物敏感层，此敏感层与分析对象相互作用能产生被光学波导 传感器或化学修饰传感器检测到的光学信号【4 】，这类传感器被称为生物修饰传感器。 普通光学波导传感器虽然其本身没有化学识别功能，但其具有通用性。对普通光 学波导传感器的新型传感模式的研究在不断地进行，模式滤光光纤化学传感器是1 9 9 5 年由美国华盛顿大学r o b e r te s y n o v e c 最新发展起来的处于探索阶段的一类新型光纤 化学传感模式，它改变了将检测器置于光纤末端检测透射光强的传统检测模式【”，他们 将检测器置于光纤侧面，极大地降低了背景干扰，s n 得到了很大地改善。我们研究 小组发展了这种新型传感模式，将其拓展成多维数据的检测、并与分离技术结合的同 步分离分析新型光化学传感器【6 7 ，z 1 。其它如表面等离子体子共振( s p r ) 、激光诱导的 光谱检测、消失波检测、多维数据的检测、时间和空间分辨的光谱检测等都是现在活 跃的研究领域。这些先进的检测方法同样可以用到化学修饰传感器和生物修饰传感器 上。经过光纤的直接光谱也能通过消失波吸收光谱来检测芳香族化合物，一根用聚合 物作包层的l o c m 纤维可从1 0 m l 样品中将芳香族化合物分离开来，检测限达 i 1 8 p p m t ”。传感器的响应与消失场的相互作用有关【”i 。光纤表面加强的拉曼散射 ( s e r s ) 被耦合到光纤上，从而使这种传感器能用于典型污染物的环境监测。 在化学修饰传感器和生物修饰传感器方面的研究热点集中在原位、在体、实时、 在线检测生物、医学所关注的化学物质上。基于发光猝灭的氧传感器已扩展到光纤成 像来研究老鼠心脏的氧消耗状况 n 1 ，氧气的分压常通过包含聚合物矩阵中某种金属钌 探头的猝灭效应测得。我们研究小组的亚微米光纡化学传感器能原位、在体、实时、 在线检测斑马鱼卵的受精过程，通过在亚微米光纤尖端光固化含p h 荧光指示剂涂层， 发现了鱼卵受精前后p h 值的突跃i ”】。 人们感兴趣的碱金属和碱土金属传感器已用于l 临床化学，1 9 8 1 年由c h a r l t o n 创建 的基于离子交换( 阳离子进质子出) 的方案被广泛采纳，它已被推广到基于离子对 响应机制的衰减时间的传感1 ，这种离子对是用缬氨霉素作离子载体，由钌络合物的 阳离子与溴百里酚蓝的阴离子形成的。这种方法虽然很直接，但它们对p h 的响应有 交叉作用，用共萃取机理能解决这一问题t “】，由k + 将m e r o c y a m i n e 染料从一个膜层共 萃取到荧光更强的另一个膜层。微米级n a + 选择性光纤传感器是将离子团和p v c 溶液 中的阴离子染料置于直径为1 1 0um 的光纤头上【l s l 。类似地，c a 2 + 微传感器是将源于 荧光素的光极固定在合成血液中，并在光纤末端吸收i t 6 】。现在我们能用四通道的光纤 生物传感器来定量检测可卡因以及它在尿液中的代谢产物，可卡因能阻止抗体结合到 表面有抗原的光纤上1 ，可在l m l 样品中检测出3 0 0 n g 可卡因。 2 在生物传感器中，生物组分用在识别过程中，典型的组分包括酶、抗体、低聚核 苷酸及整个细胞，尽管它们在对p h 敏感、离子强度的影响、稳定性和对抑制剂的敏 感性方面有许多局限性，但是酶已被广泛地用于传感或酶底物的探头。通过胆红素氧 化酶能检测胆红素，而且当胆红素的量减少时，氧气的分压将会降低，这样我们就能 检测到0 1 v m 的胆红素m 】。用于检测丙酮酸酯的双酶光纤传感器已有报道，这种传感 器是在光纤头上修饰一层乳酸酯氧化酶和乳酸酯脱氧化酶的酶层【1 9 】。反应通过荧光物 质还原型的辅酶i ( n a d h ) 的形成来控制，这种体系分别包括了将信使r n a 转换成 腺苷酸的激酶、肌氨酸激酶以及荧火虫的荧光素酶，在流动注射方法中用光纤作光载 体可检测它们的生物发光，一般能检测到1 0 2 5 0 0 p m 的核苷酸。这种方法已被推广【2 0 】， 因为虫荧光素混合在丙烯酸微球中，而且虫荧光素的共反应物通过控制释放被加入。 光纤免疫传感器领域正在迅速发展起来。在裸露的光纤上通过消失波荧光激发检测 l e i s h m a n i a - d o n o v a n i 抗体的光极口1 】和基于竞争免疫反应检测蛋白质毒素或细菌细胞血 浆中抗瘟疫抗体的雏形装置【2 2 1 也有所描述。生物研究上如果要做到原位、在体、实时、 在线检测分析对象，光化学传感器的尺寸越小越好，如谭蔚泓等人 2 3 】用谷氨酸盐脱氢 酶修饰光纤头的微米级光纤传感器能定量检测谷氨酸盐，检测限为o 2 u m ，质量检测 限为3a m o l 。关于氧【2 4 】、钠离子、钾离子1 1 4 , 1 】和氯离子的微米化学传感器也有报道。 一般而言，在光纤尖端大小为0 1 一1 5 um 处均覆盖一层相应的聚合物指示物。 对单分子检测也是光化学传感器目前活跃的研究领域之一。应用消失波激发光纤 上水一玻璃界面中的荧光团可以进行单分子检测【2 6 】。标记了罗丹明之后应用该机制可 检测d n a 。经近场扫描显微镜利用悬臂光纤可成像单分子的荧光【2 ”。其空间分辨率 高，小到1 5 n m 都可检测到很大的变化。我们研究小组利用微流通池和激光诱导荧光 检测的方法用b e a c o n 检测d n a 单分子取得一些成果【2 ”。 在纳米科学与技术成为当前研究的趋势之一后，光化学传感器与纳米科学与技术 的结合越来越受到重视。a r r e g u i ，f j 研制的湿气传感器是基于高分辨率的如f a b r y - p e r o t 纳米空洞干涉仪 2 9 1 ，光纤表面加强的拉曼散射( s e r s ) 被耦合到光纤上，从而 3 使这种传感器能用于典型污染物的环境监测【”】。这种s e r s 的活性介质是由金属涂层 的纳米颗粒或平滑层的一种具有选择性渗透的聚合物组成。m i c h a e l k l 和t a y l o r l c 【3 l 】描述了任意顺序的高密度光纤传感器阵列，在这种传感器阵列中，对不同分析对象 有响应的化学物质放置在各自光纤尖端的微球体上。微球体的颜色确定了每个传感器 的同一性，并被用来对多种样品传感。这样的阵列可以用来研究细胞水平的生物过程 3 2 1 。 表面等离子体子共振( s p r ) 仍是研究受体配体相互作用的极有用的工具。我们 研究小组利用共振波长变化检测乙肝表面抗原比e l i s a 法提高了2 个数量级i 圳。过 去几年它已与光纤技术相结合，例如，有文献报道了基于表面等离子与引导模式的共 振关系的单模光纤s p r 传感器【“】，并可得到传感器性能上传感结构的可变参数影响分 析。同样，也描述了一种基于后反射的s p r 光纤传感器 3 5 】，这种传感器在光纤尖端包 有一层基质，可以分辨3 4 x 1 0 - 5 个折射率单位。表面等离子体子也可通过金颗粒形式 来激发【3 6 1 。 l - 2 基于折射率变化的光化学传感器 折射率是物质的基本性质之一，因此基于折射率变化的光化学传感器具有通用性。 基于光化学传感器将折射率的变化转变成光学信号的变化，如光强度的变化、波长的 变化等等。普通光学波导传感器、化学修饰传感器和生物修饰传感器都可以利用样品 折射率的变化来获取化学信息。模式滤光就是利用折射率的变化获取化学信号的，可 以通过样品本身的折射率变化，也可以通过化学、生物敏感涂层与样品相互作用产生 的涂层的折射率变化来获取化学信号。 检测器 图1 - 1 用样品折射率变化影响消失波耦合效率的方法获得化学信号 d 图i - 1 是利用消失波的原理，【3 7 】依靠样品折射率变化检测其浓度变化的光化学 传感器。两根光纤之间的距离小于d d 时，一根光纤中的光通过耦合作用传到另一根光 纤中的光强会随两根光纤中样品折射率的变化而变化。样品的折射率和其溶质的浓度 成正比，所以可以检测样品的浓度。如果将两根光纤在小于d d 的距离内缠绕多次会使 灵敏度极大增加。 图i - 2 利用参考池与样品池的折射率不同的方法来获得化学信号 图i - 2 的l 代表激光光源：f 代表分光平晶；m 代表干涉镜；w 代表光学窗口；d l 和d 2 是检测器。利用f a b r y p e r o t 干涉检测法可以实现对折射率极灵敏的检测，检测 下限为4 x 1 0 4 折射率单位【。 国 熔融的盖片 图1 - 3 将透明基质蚀刻成的反射干涉传感器横截面的示 利用反射- 干涉法也可以检测到样品的折射率变化。在检测部位有蚀刻成图1 - 3 的传 感器，液体通道的中间是矩形的，两边各蚀刻成四分之一个半球形。激光由矩形的液 - 5 - 体通道传到传感器部位时，发生反射干涉反应，通过其反射干涉图象可以检测到折 射率的变化h “。 基于折射率变化的化学修饰传感器和生物修饰传感器也有许多，如有一种特殊材料 通过折射率的变化而不是颜色的变化响应化学药品】。它是一种在水凝胶聚合的大小 为1 0 0n m 的聚合物胶状阵列，在有碱金属或葡萄糖的存在之下收缩和膨胀。因引起 衍射光的布拉格峰移动而使信号变化。 利用布拉格峰移动来检测折射率的变化还可以做成生物免疫传感器h ”。在单模光纤 的涂层上蚀刻出布拉格光栅，然后在涂层修饰抗体，抗体与目标抗原结合后，折射率 发生变化而引起布拉格峰移动。 具有逆转级别指数外形的光纤被提出应用于消失波传感【4 3 l 。纤芯掺杂y - 氧化锗或 三氧化硼，并报道了消失波对包层折射率改变的灵敏度和光吸收。 1 3 我们的研究工作 我们的研究工作是在美国华盛顿大学r o b e r te s y n o v e c 5 】提出一类新型光纤化学传 感模式模式滤光检测的基础上开展的。模式滤光检测改变了将检测器置于光纤末 端检测透射光强的传统检测模式，检测器置于光纤侧面检测，这样极大地降低了背景 干扰，s n 得到了很大地改善。 在我们工作之前，c a r s t e na b r u c k n e r a 4 1 做了基于模式滤光检测的气相色谱传感的 工作。他在外径为2 2 8 微米的光纤上修饰了1 2 微米厚的氟化硅酮涂层，在氮气为载 气的条件下，分离了甲烷、苯、丁酮、氯苯的混合物。还对其它物质的分离做了初步 探索。m a r cd f o s t e r 嗍做了基于模式滤光检测的液相色谱传感的工作。他在光纤表 面涂渍了一层色谱固定相，用水为流动相，观察到了甲苯、异丙苯保留时间的不同。 我们研究小组周雷激研制出了第一台模式滤光分析仪，这台仪器的检测器采用了可 以多点检测的电子耦合器件( c h a r g ec o u p l e dd e v i c e ，c c d ) 。用半导体激光器为光 源，在这台仪器上开展了无涂层的模式滤光检测的研究 5 , 7 , 4 6 , 4 7 , 。”。用模式滤光检测的 - 6 方式可以测定乙醇溶液中乙醇的含量，其测量范围是：0 5 0 ( v v ) ；乙酸溶液中 乙酸的含量，其测量范围是：0 - 9 0 ( v v ) ：乙二醇溶液中乙二醇的含量，其测量 范围是：0 - 6 0 ( v v ) 。用该仪器测定了实际的白酒样品的乙醇含量、白醋样品的 乙酸含量，获得满意的结果。发现了该仪器具有响应迅速、良好的重现性、可逆性。 还在裸光纤上涂敷了色谱固定相，以甲苯为例，考察了它的色谱行为。 本文作者在前面的研究基础之上，开展了基于多通道模式滤光检测的研究工作：作 者进一步开展了多通道模式滤光检测的研究工作。同时还对多通道模式滤光进行了基 础理论研究。我们假定，在理想的条件下将入射的激光抽象地认为是绝对平行的光线、 激光在光纤内传播不存在散射和吸收、光纤表面绝对平整，并建立了多通道模式滤光 的数学理论公式，用它合理地解释了一部分实验现象。我们首次在国际上明确提出了 可以基于多通道模式滤光检测实现对样品的同步分离分析【6 删。用多通道模式滤光检 测方法对葡萄糖水溶液中葡萄糖的浓度进行了测定，检测范围从0 5 - 2 0 ( 、v c ) 。 在建立了标准工作曲线后，用三个不同的检测通道对实际样品5 的葡萄糖注射液的 测定都与药典法相吻合。实验还表明此多通道模式滤光仪器的响应迅速、重现性好。 在实验的基础上论证了多通道模式滤光检测可以实现对样品的同步分离分析。 为了在模式滤光传感器的环形空腔内实现分离功能，作者又对具有液相色谱功能 的涂层进行了初步的研究。用共价键合的方法，在光纤和毛细管内壁固定了一层长链 烷基的硅烷化试剂( w d 一1 0 ) ，在甲醇水溶液为流动相的条件下，构造了一个开管的 反相毛细管液相色谱。发现了乙醇、丁醇、苯甲醇的停留时间不一样，并从三个通道 观察到了乙醇和丁醇在柱内不同位置的分离情况。初步证实了用硅烷化试剂共价固定 在环形空腔内表面可以实现同步分离分析。 毛细管电泳( c e ) 是新型的分离方法，为人类基因组计划的顺利实现提供了极 高效的分离手段。没有毛细管电泳，人类基因草图的完成就还要多花好几年。1 9 8 1 年 j o r g e n s o n 等人 5 0 , 5 1 1 在7 5 微米的毛细管内用高压进行分离，创立了现代的毛细管电泳。 从那时开始，毛细管电泳开始了飞速地发展，现在有了毛细管区带电泳( c z e ) 、毛 - 7 细管凝胶电泳( c g e ) 、毛细管胶束电动色谱( m e c c ) 、毛细管等电聚焦( c i e f ) 、 毛细管等速电泳( c i t p ) 、毛细管电色谱( c e c ) 六大类别，毛细管电泳现在广泛地 应用于d n a t 5 2 , 5 3 , 5 4 1 、蛋白质【”j “、分子的相互作用【5 ”、手性分离p 删、环境监测、 药物分析【6 1 】、离子分析等各个领域，甚至检测单个细胞 6 2 1 。c e 的检测方法有u v 检测、 荧光检测【6 3 1 、激光诱导荧光检测( l i f ) 6 4 1 、电化学检测 6 5 1 、化学发光检测惭1 、质谱 检测【6 7 1 等方法。我们知道模式滤光检测是基于折射率变化的检测方法，具有通用性。 我们首次将毛细管电泳和多通道模式滤光检测结合起来，发现了许多新的优点和特 点。多通道模式滤光检测不需要对样品进行任何处理，节约了时间、试剂，简化了实 验步骤。毛细管电泳可以实现对样品的高效分离，这样也可以实现对样品的同步分离 分析。我们在国际上首次研制出了模式滤光毛细管电泳分析仪，开展了基于多通道模 式滤光检测的毛细管电泳的研究工作。以模式滤光传感器的环形空腔作为毛细管电泳 的场所，它是由直径为5 3 0 微米的毛细管和直径为4 0 0 微米的光纤构成的。在用 1 0 m m h c i 溶液为前导缓冲液，用1 0 m m i r i s 溶液为尾随缓冲液，以c i t p 的方式实现 了对样品溶液中乙氨酸和丙氨酸的分离，并从三个通道观察到了处于毛细管不同位置 时样品溶液中乙氨酸和丙氨酸的分离情况。从不同通道的模式滤光信号都可以检出乙 氨酸和丙氨酸浓度相近。样品中的实际浓度分别为9 3 m m 和9 7 m m 。也就是说实现 了对样品的同步分离分析。 基于多通道模式滤光检测的毛细管电泳的研究工作才刚刚开始，还有许多有意义 的研究工作还没有开展，同样有许多问题需要解决。作者相信将来这方面的研究会取 得更大的进展。 - 8 参考文献 1 】 2 】 3 】 4 】 5 王柯敏，光化学传感器理论与方法，湖南教育出版社，长沙，2 ( 1 9 9 5 ) 汪尔康， 2 1 世纪的分析化学，科学出版社，北京，( 1 9 9 9 ) o t t os w o l f b e i s ，t r e n d si n a n a lc h e m1 9 9 6 ，1 5 ，2 2 5 2 3 1 o t t os w o l f b e i s a n a lc h e m2 0 0 0 ，7 2 ，8 1 r - 8 9 r r o b e r te s y n o v e e ，a n d r e w w ：s u l y a , l l o y dw b u r g e s s ，m a r cd f o s t e r , a n d c a r s t e na b r u c k n e r , a n a l c h e m1 9 9 5 ，6 7 ，4 7 3 - 4 8 1 【6 k e m i nw a n g ，l e i j iz h o u ，d a j u nm a o ，x i a o h a iy a n g ，c h e m j = o f c h i n e s eu n i x ，1 9 9 9 ， 2 0 ( 7 ) ，1 0 4 7 1 0 4 8 7 】k e m i nw a n g ，d a nx i a o ，z h e n gz h o u ，l e i j iz h o u ，x i a o h a iy a n g , d ul i ，a n a l c h e m 2 0 0 0 ，7 2 ，4 2 8 2 - 4 2 8 8 8 】 【9 】 王柯敏，周雷激，羊小海，肖丹，李惠敏，c h e m i s t r y ( 台蚴，2 0 0 0 ，5 8 ( 1 ) ，9 - 1 4 c h a d h a s ，k y l ew ，s t e v e n s o nc ，b o l d u er a ，d r u ym a ，p r o c s p i e - i n t s o co p t e n g ，1 9 9 9 ，3 5 4 0 ，8 3 - 8 9 【1 0 】g o s w a m ik ，p r o h a s k aj ，m e n o na ，m e n d o z ae ，l i e b e r m a nr ，s p i e - i n t s o c o p t e n g ，1 9 9 9 ，3 5 4 0 ，1 1 5 - 1 2 2 【1 1 】z h a oy ，r i e h m a na ，s t o r e yc ，r a d f o r dn b ，p a n t a n op _ ，a n a l c h e m 1 9 9 9 ，7 1 ， 3 8 8 7 - 3 8 9 3 1 2 】何哓晓，王柯敏，李军，谭蔚泓，肖丹，羊小海，唐志文，第八界全国化学传感 器学术交流会论文集，1 1 7 1 1 8 1 3 】k r a u s ec ，w e m e rt ，h u b e rc ，k l i m a n ti ，w o l f o e i so s ，a n a l c h e m 1 9 9 8 ，7 0 3 9 8 3 - 3 8 8 5 1 4 k r a u s ec ，w e m e rt ，h u b e rc ，w o l f b e i so s ，l e i n e rm j p ，a n a l c h e m1 9 9 9 ，7 1 1 5 4 4 1 5 4 8 1 5 】k u r i h a r ak ，o h t s um ，y o s h i d at ，a b et ，h i s a m o t oh ，s u z u k ik ，a n a l c h e m1 9 9 9 - 9 7 1 ，3 5 5 8 - 3 5 6 6 【1 6 j ij ，r o s e n z w e i gz ，a n a lc h i ma c t a1 9 9 9 ，3 9 7 ，9 3 1 0 2 1 7 】n a t hn ，e l d e f r a w im ，w r i s tk ，d a r w i nd ，h u e s t i sm ，j ：a n a lt o x i c o l1 9 9 9 ，2 3 4 6 0 - 4 6 7 18 “x ，r o s a n z w e i gz ，a n a lc h i m a c t a1 9 9 7 ，3 5 3 ，2 6 3 2 7 3 【1 9 】z h a n gw _ ，c h a n gh ，r e c h n i t zg ，a n a lc h i ma c t a1 9 9 7 ，3 5 3 ，5 9 6 5 2 0 】m i c h e lpe ，g a u t i e r - 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5 9 s t o k e sd l ，a l a r i ej p ，a n a n t h a n a r a y a n a nv ，v o d i n ht ，p r o c s p i e - i n t s o c g l p f e n g ，1 9 9 9 ，3 5 3 4 ，6 4 7 - 6 5 4 m i c h a e l k l ，t a y l o r l c ，s c h u l t z s l ，w a l t d r ，a n a l c h e m 1 9 9 8 ，7 0 ，1 2 4 2 - 1 2 4 8 t a y l o rl c ，w a l td r ，p r o c - e l e c t r o c h e m s o c 1 9 9 8 ，9 8 ，1 6 8 - 1 7 5 羊小海，基于荧光超分子识别体系和表面等离子体子共振的化学和生物传感 - l o 3 4 3 5 器，博士论文2 0 0 0 。 s l a v i kr ，h o m o l aj ，c r y r o k yj ，s e n s a c t u a t o r sb ，1 9 9 9 ，b 5 4 ，7 4 - 7 9 c a h i l lc e ，j o h n s t o nk s ，y e es s ，s e n s a c t u a t o r sb ，1 9 9 7 ，b 4 5 ，1 6 1 1 6 6 3 6 】m e r i n u d e a ue ，d o w n e yt ，w i ga ，p a s s i a na ，b u n c i c km ，f e r r e ltl ，s e n s 【3 7 】 3 8 】 3 9 】 4 0 】 4 l 】 4 2 a c t u a t o r sb ，1 9 9 9 ，b 5 4 ，1 0 6 - 1 1 7 r m a v a d d a ts e n sa c t u a t o r s ，1 9 8 4 ，6 ，2 8 9 e s m e l aa n d j j s a n t i a g o a v i l e s ，s e n s a c t u a t o r s ，1 9 8 8 ，1 3 ，1 1 7 - 1 1 9 s t e v e nd w o o d d r u f f a n de d w a r d s y e u n g ，a n a lc h e m 1 9 8 2 ，5 4 ，2 1 2 4 - 2 1 2 5 k e l l ys ，d m i t r ym ，d a r r y lj b ，a n a l c h e m 2 0 0 0 ，7 2 ，2 6 9 0 2 6 9 5 h o l t z j h ，a s h e rs a ，n a t u r e ，1 9 9 7 ，3 8 9 ，8 2 9 8 3 2 m a t t h e w p d ，z h e n gz ，m i r as ，s a e e e dp _ ，c h r i s t o p h e rc d ，j a m e ss s ，a n dw i l l i a m e b ，a n a l c h e m 2 0 0 0 ，7 2 ，2 8 9 5 2 9 0 0 4 3 m a t e j e cv ，c h o m a tm ，k a s i ki ，c t y r o k yj ，b e r k o v ad ，h a y e rm ，s e n s a c t u a t o r s ，b 1 9 9 8 ，b 5 1 ，3 4 0 - 3 4 7 4 4 】 4 5 】 4 6 】 c a r s t e n a b ，r o b e r te s ，t a l a n t a ，1 9 9 6 ，4 3 ，9 0 1 - 9 0 7 m a r e d f ，a n d r o b e r t e s ，a n a l c h e m 1 9 9 6 ，6 8 ，1 4 5 6