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研究生: 胡亦萱
Hu, Yi-Hsuan
論文名稱: 整合微透析微晶片電泳系統之即時監測活體動物的研發
Development of Microdialysis Probe-Integrated Microchip Electrophoresis for Real-Time Animal Monitoring
指導教授: 陳淑慧
Chen, Shu-Hui
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 微透析氨基酸電泳晶片
外文關鍵詞: microdialysis, amino acid, microchip
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  •   本研究主要目的是利用發展出的整合型微透析電泳晶片,連續進樣、快速分離並線上偵測氨基酸的濃度變化,整個系統架構分為微透析探針取樣系統與微流體電泳晶片系統,在晶片型式上是採用簡單的十字型電泳晶片。由於OPA染料與Asp、Glu反應產生的衍生物經過一段時間後訊號會有衰減的情況,因此本研究利用比較在晶片內與晶片外進行線上標示(On-line label )螢光染料,在晶片內進行線上標示(On- line label)螢光染料時,是利用電壓調控來控制氨基酸與螢光染料混合反應,就直接進入晶片微管道內分離、偵測,整個過程是非常快速的,因此偵測到訊號衰減的情況較不明顯,因此得知在晶片內進行線上標示(On-line label)螢光染料的反應是非常適合的,這對晶片系統而言是一大優勢。
      在之前本實驗室發現整合型微透析電泳晶片系統會有回應時間產生,並且對於十字型晶片所產生的回應時間短,因此就只針對電泳晶片系統而不包含微透析取樣系統進行線上分析,發現整個晶片系統的回應時間減少許多,由回應時間產生的訊號幾乎沒有很明顯出現,因此可推斷回應時間的產生主要是因為微透析系統產生的呆體積所造成的結果。
      由於晶片的分離管道很短,因此為了能有效分離氨基酸,在本研究中利用具有環糊精修飾的陰離子微胞電動力層析( CD-MEKC)法來分析,主要是在緩衝液中加入界面活性劑(SDS)和環糊精中的β-CD,
    並發現利用此分離緩衝液可有效分離數種氨基酸,而β-CD的濃度越高,氨基酸衍生物的螢光訊號越強。
      最後我們應用微透析微流體電泳晶片系統分析老鼠在經過basel和ischemia後透析出Glu的濃度變化,並進行線上偵測老鼠在basal 時透析出氨基酸的濃度變化。

      The goal of this study is the development of a microdialysis probe-integrated microchip electrophoresis method for continuous sampling, fast separation, on-line labeling and on-line detection. The microchip is paired a simple cross form for the best results due to the fact that the fluorescence intensity of OPA decreases as time increases. The study compares on-line labeling inside the microchannel and labeling outside the chip. It is found that on-line labeling of amino acids within the microchannel is much more ideal than labeling outside the chip.
      In the past, this device was demonstrated to be capable of continuously monitoring the concentration variation with a response time around 3 minutes in the cross chip; therefore, the focus was placed on continuous sampling, separation, and on-line detection in the microchip system, but not the microdialysis system. There is decrease response time in the microchip but microdialysis probe and the tubing have dead volume conduce to response time.
      Moreover, we use CD-MEKC to separate amino acids in short microchannel. SDS and ß-CD are added to the buffer to increase separation efficiency. The higher the concentration of ß-CD, the higher the fluorescence intensity of amino acids derivatives.
      Lastly, the device is used for off-line detection of the changes in concentration of glutamate during basal and ischemia condition. Also, on-line monitoring of the concentration change of amino acids under an in vivo basal condition.

    目錄 中文摘要………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要………………………………………………………………Ⅲ 誌謝……………………………………………………………………Ⅴ 表目錄…………………………………………………………………Ⅹ 圖目錄…………………………………………………………………ⅩI 第一章 背景介紹 1. 1 前言………………………………………………………. 1 1. 2 微流體晶片………………………………………………..2 1. 3 毛細管電泳與微流體電泳晶片…………………………..3 1.3.1毛細管電泳的發展………………………………….4 1.3.2 毛細管電泳的分離原理…………………………….6 1. 4 微透析取樣技術……………………………………………9 1.4.1 微透析取樣技術的原理……………………………10 1.4.2 微透析取樣技術的發展與應用……………………13 1. 5 環糊糖精(CD)的介紹 …………………………………14 1. 6 具有環糊精修飾的陰離子微胞電動力層析( CD-MEKC )的原理……………………………………………….....16 1.7 微胞電動力層析法的原理(MEKC)………………….....17 第二章 微流體電泳晶片之製作 2. 1 微流體晶片製作………………………………………….19 2. 1. 1表面前處理………………………………………..20 2. 1. 2微影(Photolithography)……………………………20 2. 1. 3蝕刻(Etching)………………………………………22 2. 1. 4鑽孔………………………………………………...23 第三章 結合微透析取樣系統與微流體電泳晶片 3. 1 進樣系統…………………………………………………..24 3. 2 整合型微透析微流體晶片電泳系統模組………………..25 3. 2. 1 光學系統…………………………………………..26 3. 2. 2 數據擷取系統……………………………………..28 3. 2. 3 電泳模組系統……………………………………..28 3. 2. 4 微透析進樣裝置…………………………………..29 3. 3 實驗中其他儀器與設備…………………………………..29 第四章 結合微透析技術和微流體晶片電泳分析氨基酸 4. 1 實驗部分…………………………………………………..31 4. 1. 1 藥品與試劑………………………………………..32 4. 1. 2 實驗步驟…………………………………………..33 4. 2 實驗結果與討論…………………………………………..40 4. 2. 1 比較在晶片內與晶片外進行線上(on-line) 標示螢光染料的差異和對訊號的影響…………………..40 4. 2. 2 利用梯度流速控制Arg和Glu濃度變化,並在十字型晶片內進行氨基酸線上(on-line)標示螢光染料,及探討對訊號回應時間的影響……………. 42 4. 2. 3 利用CD-MEKC分析神經傳導物質……………..42 4. 2. 4十字晶片上完成線上快速進樣、染料標示及分析..44 4. 2. 5不同流速下影響Glu訊號強度改變之探討.............44 4. 2. 6不同染料濃度對訊號強度改變之探討……………45 4. 2. 7固定界面活性劑濃度(SDS),改變β-CD的濃度 對訊號強度影響之探討………………………… 45 4.3 利用微透析微流體電泳晶片分析活體內Glu的濃度變化………………………………………………………… 46 4.3.1實驗步驟………………………………………….. 47 4.3.2實驗結果與討論…………………………………. .50 4.3.2.1非線上(Off-line)監測老鼠在basal時,氨基 酸的濃度變化………………………………… 50 4.3.2.2 非線上(Off-line)監測老鼠在ischemia時,氨基酸的濃度變化………………………………50 4.3.2.3線上監測老鼠在basal時,氨基酸的濃度變化.51 4.4 結論……………………………………………………… 52 參考文獻………………………………………………………… 54

    參考文獻
    1 K. M. Kurian, C. J. Watson, A. H. Wyllie, J.
    Pathol., 187: 267- 271, 1999.
    2 A. Manzs, N. Graber, H. M. Widmer, Sens.
    Actuators., B1, 244-248, 1990.
    3 W. H. Coulter, High speed automatic blood cell
    counter and cell size analyzer Proc. Natl. El. Conf. 12, pp. 1034-1040 1956.
    4 F. Kohlrausch, Wiedemanns, Ann. Phys. Chem., 62, 209, 1987.
    5 A. iselus, Trans. Faraday. Soc., 33, 524, 1937.
    6 S. Hjerten, Chromatogr. Rev., 9, 122, 1967.
    7 R. Virtanen, Acta Polytech. Sand., 123, 1298, 1981.
    8 F. E. P. Mikkers, F. M. Eveeraers and T. P. E. M. verheggen, J. Chromatogr., 169, 11, 1979.
    9 J. W. Jorgenson and K. D. Lukacs, Anal. Chem., 53, 1298, 1981.
    10 J. W. Jorgenson and K. D. Lukacs, J. Chromatogr., 218, 209, 1981.
    11 J. W. Jorgenson and K. D. Lukacs, Science., 222, 266, 1983.
    12 S. Terabe, K. Otsuka, K. Ichikawa, A. Tsuchiya and T. Ando, Anal.Chem., 56, 111, 1984.
    13 J. W. Jorgenson, D. J. Rose, Anal. Chem., 60, 642, 1988.
    14 R. L. Chien, D. S. Burgi, Anal. Chem., 64, 489A, 1992.
    15 L. Krivankova, P. Febauer, W. Thormann, R. A. Mosher, P. Bocek, J. Chromatogr., 638, 119, 1993.
    16 D. S. Burgi, R. L. Chien, Anal. Chem., 63, 2042, 1991.
    17 D. S. Burgi, R. L. Chien, J. Microcolumn Sep., 3, 199, 1991.
    18 R. L. Chien, D. S. Burgi, Anal. Chem., 64, 1046, 1992.
    19 D. S. Burgi, R. L. Chien, J. Chromatogr., 559, 141, 1991.
    20 D. S. Burgi, R. L. Chien, J. Chromatogr., 559, 153, 1991.
    21 D. N. Heiger, High Performance Capillary Electrophoresis
    An Introduction, 2th ed,; Hewlett-Packard Company ; 1992.
    22 A. Kohlarush, Ann. Phys. Chem., 62, 209-239, 1987.
    23 C. S. Chaurasia., Biomed. Chromatogr., 13:317-332, 1999.
    24 L. Bito, H., Davson, E., Levin, M. Murray, and N. Snider, J. Neurochem., 13:1057, 1966.
    25 U. Ungerstedt, and C. Pycock., Bull. Schweiz., Akad. Med. Wiss., 30:44, 1974.
    26 D. O. Scott, Sorenson, L. R. and Lunte, C. E. J. Chromatogr., 506:461, 1990.
    27 A. Lehmann, J. Neurochem., 51:525, 1989.
    28 P. Lonnroth, G. Amberg and U. Ungerstedt, Am. J. Physiol., 253:E228, 1987.
    29. T. Loftsson, M. Masson, Int. J. Pharm., 2001, 225, 15-30.
    30. F. Cramer, W. Saenger,and H.-Ch, Spatz.,J. Ac. Soc., 89:1, 1967.
    31. M. L. Bender, M. Komiyama, Cyclodextrin Chemistry, Sprin-
    ger- Verlag, Berlin., 1987.
    32 F. Hirayama, M. Yamamoto, K. Uekama, J. Pharm. Sci., 81, 913-916, 1992.
    33. S. Terabe, K. Otsuka, K. Ichikawa, A. Tsuchiya and T. Ando,
    Anal. Chem., 56,111, 1984.
    34 F. Delahaye, L. Montagne, G. Palavit, J. C. Touray and P. Bailif,“Acid dissolution of sodium-calcium metaphosphate glass,”J. Non-Cryst Solids., 242, pp. 25-32.
    35 P. G. Vahey, S. H. Park, B. J. Marquardt, Y. Xia, L.W. Burgess, R. E. Synovec, Talanta., 51, pp. 1205-1212, 2000.
    36 P. G. Vahey, S. H. Smith, C.D. Costin, Y. Xia, A. Brodsky, L. W. Burgess, R. E. Synovec, Anal. Chem., 74, pp. 177-184, 2002.
    37 Y. H. Lin, C. W. Li, G. R. Huang, S. H. Chen, J. Chromatogr. A, 937/1-2, pp. 115-125, 2001.
    38 C. S. Effenhauser, A. Manz, H. M. Widmer, Anal. Chem., 65, pp. 1040-1046, 1993.
    39 S. C. Jacobson, R. Hergenroeder, A. W. Moore, J. M. Ramsey, Anal. Chem., 66, pp. 4127-4132, 1994.
    40 A. H. Liang, N. Chiem, G. Ocvirk, T. Tang, K. Fluri, D. J. Harrison, Anal. Chem., 68, pp. 1040-1046, 1996.
    41 G. Ocvirk, T. Tang, D. J. Harrison, Analyst, 123, pp. 1429-1434, 1998.
    42 M. W. Lada and R. T. Kennedy, Anal. Chem. 68, 2790 -2797, 1996.
    43 R. F. Chen, C. Scott, E. Trepman, Biochim. Biophys. Acta, 576, 440-455, 1979.
    44 C. S. Chandra, Biomed. Chromatogr., 13:317-332, 1999.
    45 C. H. William, D. M. Katherine, J. Chromatogr., 67-75,1997.

    下載圖示 校內:2006-08-18公開
    校外:2007-08-18公開
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