SiO_2纳米微球修饰的PDMS微芯片在氯苯酚分离检测中的应用

【摘要】微流控芯片技术具有液体流动可控、样品消耗量少、分析速度快等优点，在生物学、化学、医学、环境科学等领域得到了广泛的应用，代表着21世纪分析仪器微型化、集成化的发展方向。聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为一种特殊性能的弹性体，具有加工简便、易于封合、较高的热稳定性、优良的光学特性、生物兼容性、无毒、成本低等优点，在构建多功能微流控芯片装置中得到了广泛的应用。但是作为一种疏水性、带电荷量少的芯片材料，PDMS存在着电渗流(EOF)不稳定、易吸附分析物等问题。本论文针对以上问题，对PDMS微流控芯片通道表面进行适当的修饰改性以提高分析物的分离效率。本文构建了PDMS芯片电化学检测系统，快速分离、高效检测氯苯酚类(CPs)环境污染物，并将其应用于实际废水的分析中，进行了如下探索：第一部分介绍了PDMS微芯片的应用、功能芯片的修饰方法和废水中氯苯酚类化合物的分析意义，阐述了氯苯酚类化合物常用的分离分析方法，并比较这些方法的优缺点。第二部分构建了PDMS芯片电泳-电化学检测系统，并用于5种氯苯酚类标准品的分离检测。首先对PDMS芯片进行修饰改性，得到功能化的PDDA/SiO2/PSS芯片，成功地控制了EOF。其次为了提高物质的分离度和响应信号，探索了缓冲液体系的选择，最终确定为10mM、pH9.48磷酸盐缓冲液(PBS)，并添加了20mM十二烷基硫酸钠(SDS)和50%(v/v)的乙腈。在此最优的条件下，实现了5种氯酚在37mm的芯片上120s内快速分离。第三部分用石墨烯修饰碳微盘工作电极，并用循环伏安法(CV)和电化学阻抗法(EIS)进行表征。这5种氯苯酚(2-CP,4-CP,2,4-DCP,2,3-DCP,2,4,6-TCP)的检测限分别为0.021,0.026,0.022,0.019和0.054μM。检测限较裸电极降低了一个数量级，达到了《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求。以上述芯片电泳分离和电化学检测联用系统，用加标法测定环境废水中这5种氯苯酚类污染物的含量，回收率为89.8%-104.8%，最大相对标准偏差是7.4%。该体系为含氯苯酚类环境废水的分析研究提供了行之有效的方法。
【作者】肖晨晨；
【导师】屠一锋；
【作者基本信息】苏州大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片；二氧化硅纳米球；氯苯酚；石墨烯；纳米功能化；

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