聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片通道的氧气氛改性研究

通过将新制的PDMS微流控芯片置于氧气氛中对通道表面进行处理的简单方法,使电渗流大小及稳定性有了显著的改善。同时研究了氧气处理PDMS通道表面的时间对电渗流的影响,得到氧气处理的最佳时间为3d。讨论了氧气作用于PDMS芯片表面的机理。在氧气处理3d的PDMS微流控芯片上进行氨基酸分离实验,得到较好的分离效果。     

毛细管电泳和电感耦合等离子体质谱接口技术进展

毛细管电泳与电感耦合等离子体质谱联用 (CE ICP MS)具有分离效率高、灵敏度高、分辨率高、样品用量少和检测限低等优点。已广泛应用于环境、生物等样品的元素形态分析。毛细管电泳与ICP MS雾化器之间的接口是CE ICP MS联用技术的关键。本文综述了影响接口性能的重要因素 ,包括毛细管出口端的电流导通、雾化器的设计和流速匹配等 ;讨论了保证毛细管内电流导通并稳定四种方法 :同心包层液导电、不锈钢组件导电、银箔导电及铂丝导电等 ;综述并比较了同心气动雾化器、微同心雾化器、高效雾化器、新接口技术、超声雾化器、直接注射雾化器六种类型的雾化器的结构和性能。引用文献 35篇。     

电荷耦合器件光度检测-深通道多相层流微流控芯片分析系统

采用精密数控雕刻技术，加工用于微流控多相层流分析的深通道（深度500μm）聚碳酸酯芯片，以提高芯片进行吸收光度检测的灵敏度。建立了无需辅助光学设备的近距离CCD二维图像光度检测系统，应用于三流路并行的多相层流比色分析。该芯片分析系统的特点是芯片加工快捷，检测灵敏度高，检测光程较常规芯片增加1个数量级；系统结构简单，易于推广。     

光催化微反应器中水样光催化降解及Cd2+在线检测

本文以粉末法制备TiO₂涂层的玻璃微流控芯片作为光催化反应器,采用UV-LED点光源为紫外光源,实现了水样中EDTA的光催化降解,并用铋膜电极差分脉冲溶出伏安法在线检测微量水样中的重金属离子Cd²⁺。水样中的Cd²⁺由于EDTA的络合作用无法在铋膜电极上产生电流信号,而当水样在光催化微反应器中经紫外光催化后,由于EDTA与Cd²⁺的配合物结构遭破坏,因此释放出游离的Cd²⁺,从而使Cd²⁺的电流信号得到一定程度的恢复。Cd²⁺的电流恢复程度越大,表明EDTA被光催化降解的程度越高。本文考察了光照强度、反应液流速和氧气流速、pH等因素对EDTA光催化降解效率的影响。在光照强度为120 mW/cm²、反应液流速为50 μL/h、氧气流速为850 μL/h、pH为4.4条件下,水样中EDTA的光催化降解率效果最佳,水样中Cd²⁺的电流恢复程度可达92.6%。反应液流速为300 μL/h时,Cd²⁺的电流恢复率为60.0%,重复光催化反应5次的RSD为5.2%,具有较好的重现性。本文建立了水样EDTA光催化降解及Cd²⁺在线检测的微分析系统,在线检测所需的样品体积仅为0.3 mL,完成一个水样分析的时间约为60 min。     

微反应器中二氧化钛/过氧化氢协同光催化降解及其应用

在微流控芯片中利用二氧化钛/过氧化氢(TiO2/H2O2)催化体系进行有机物的光催化降解及环境水样重金属分析.通过在微流控芯片中涂覆多孔纳米TiO2涂层,并以UV-LED为光源,制备光催化微反应器.以H2O2为光催化氧化剂,在光强为80 mW/cm2,流速为1000 μL/h,H2O2浓度为8%时,光反应时间为19 s的条件下,0.2 mmol/L 亚甲基兰降解率可达99.6%.将此方法应用于含富里酸水样中Cd2+和Zn2+含量的测定,水样中2.5 g/L富里酸可在96 s内基本降解完全,释放出被吸附的Cd2+和Zn2+,实现准确测定.本方法具有降解效率高, 二次污染少, 分析速度快等优点,在环境水样分析中有较好的应用前景.     

纳米TiO_2光催化芳香醛的缩醛反应研究

本文以纳米TiO2为催化剂,UV-LED（=365 nm）为紫外光源,在自制的恒温石英玻璃光催化反应器中成功实现了芳香醛的非均相光催化缩醛反应.以乙醇等作为溶剂和反应物,快速高效和高选择性地合成了苯甲醛二乙基缩醛（BDA）.在光强为0.6 mw/cm2,苯甲醛初始浓度为0.05 mol/L,催化剂TiO2（P25）用量为5.0 g/L,反应时间为15 min的条件下,苯甲醛二乙缩醛的产率可达99.86%.研究表明,氧气的存在是顺利发生光催化缩醛反应的重要条件.反应液pH值、醇溶剂种类及苯环对位取代基等因素都会对光催化缩醛反应速率和产率产生影响.pH值及醇溶剂的pKa越小,缩醛反应速率越快.苯环上对位取代基会抑制缩醛反应的进行,其中供电子取代基相对吸电子取代基更有利于缩醛反应进行.结合实验,提出了光催化缩醛反应的机理.     

微流控芯片中高效合成苯基二吡咯-2-基甲烷的研究

微流控芯片是近年发展起来的一种新型的微反应器.在微流控芯片中以HCl为催化剂常温下合成了苯基二吡咯-2-基甲烷,考察了反应物流速、催化剂浓度、吡咯与苯甲醛的比例对苯基二吡咯-2-基甲烷产率的影响.通过在催化剂溶液中加入离子液体[bmim]BF4明显地提高了反应效率,苯基二吡咯-2-基甲烷的产率可以达到95%以上.采用本法大大减少了试剂用量和条件试验阶段的实验成本.     

聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片封接技术的研究

考察了聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)预聚体与固化剂间的配比、固化温度及固化时间对PDMS芯片封接强度的影响,得出PDMS芯片封接的最佳条件基片和盖片所用PDMS预聚体与固化剂质量配比分别为10∶1与5∶1,固化温度为75℃,固化时间分别为35～50min和25～40min,封接后继续加热60min.在该条件下封接制作的微芯片历经半年50多次的分析、冲洗及抽液后未见明显损坏,足以满足一般分析任务的要求,并将芯片成功用于两种氨基酸的快速毛细管电泳分离.     

玻璃微流控芯片表面改性的微观机理研究

在玻璃微流控芯片通道表面用硅烷化试剂二氯二甲基硅烷进行处理后，二氯二甲基硅烷与玻璃通道表面的硅羟基反应，硅烷基覆盖在原来的硅羟基上，其结果为电渗流减小甚至完全消除.进一步采用全势能线性糕模轨道分子动力学方法，对表面反应的微观结构进行了理论计算，计算结果表明硅羟基中的氢原子与二氯二甲基硅烷中的氯原子结合形成稳定的HCl分子结构而脱离，从而使硅烷基覆盖在表面上. 关键词： 微流控芯片 二氯二甲基硅烷 分子动力学方法 微观稳定结构