研究建立将分离通道和安培检测传感电极等器件全部集成于高聚物芯片之上的芯片毛细管电泳电化学检测分析系统。研究用紫外光辐照、低温等离子体放电、湿法化学反应等手段对高聚物芯片表面进行改性以改善其分离分析性能的方法和理论;建立以MEMS技术和化学镀技术为基础的,在高聚物芯片上制备微型金属膜电极的方法;探索减小分离电压对安培检测系统干扰的方法和相关理论;应用高聚物芯片上的集成化毛细管电泳电化学检测系统分离分析多巴胺等神经递质、氨基酸、糖类化合物、药物等重要的生命活性物质。本项目的实施,对于赶超世界微流控分析研究的先进水平,实现生化分析仪器整机微型化、器件集成化目标,振兴我国的分析仪器工业将会起到积极的推动作用。
研究分离通道横截面积和检测电极的位置对电压耦合干扰的影响规律,发现减小分离通道的截面积、工作电极与参比电极的间隙可明显缓解电压耦合干扰,改善毛细管电泳-安培检测系统的分析性能。建立了一套以紫外光化学定域化学镀在聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等高聚物表面制备金薄膜微电极的方法,结合电镀技术,成功地在PC毛细管电泳芯片上集成了柱端安培检测的三电极系统,采用分离通道/工作电极零间距构型,优化工作电极/参比电极的间距,减小了分离电压干扰,应用于多巴胺、儿茶酚等的分离,检测限等性能优于文献报道的同类芯片。发明了一种以AZ光胶膜作为遮光层的紫外光刻掩模,应用于紫外光化学定域化学镀,取得了与传统镀铬掩模近乎相同的效果。利用紫外光和低温等离子体等对PET表面改性,明显改善PET芯片表面的亲水性和电渗流特性,增强芯片的封结强度。采用等离子体清洗化学镀金微电极,成功地将巯基丙酸修饰于金膜微电极表面,提高了电极的选择性、重现性,所研制的流动注射安培检测高聚物微流控芯片,成功地测定了与抗坏血酸共存的多巴胺。在SCI刊物发表(含接受)5篇学术论文,申请2项专利,另有2篇论文正在起草中。