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    Title: 非連續性毛細管電泳技術之開發
    Other Titles: Development of discontinuous techniques in capillary electrophoresis
    Authors: 謝明穆
    Contributors: 輔英科技大學 應用化學及材料科學系
    Keywords: 非連續性;毛細管電泳;discontinuous;capillary electrophoresis
    Date: 2002
    Issue Date: 2010-11-28 20:18:16 (UTC+8)
    Abstract: 本篇論文是以非連續性系統為主體,發展具有高解析度、快速度、高靈敏度等特性之毛細管電泳技術,其內容包括:非平衡態CZE(capillary zone electrophoresis)的方式來分離小分子;非連續性電場、黏度及pH接合CZE的方式來線上濃縮與分離兒茶酚胺和人體代謝酸;以非平衡態MEKC (micellar electrokinetic capillary chromatography)的方式分離中性分子;非連續性電場與黏度CGE (capillary gel elelectrophoresis) 的方式來線上濃縮與分離小分子或DNA分子。於非平衡態CZE分離小分子,其非平衡態系統是分別以氫氧化鈉、氯化氫或Tris [tris(hydroxymethyl)aminomethane]處理毛細管內壁所達成。經由氫氧化鈉處理後的非平衡態電荷系統,比平衡態CZE系統具有更高的EOF (electroosmotic flow),藉此於1 mM二氫磷酸鈉含2.5 mM HP-b-CD(pH 4.0)弱酸環境於4分鐘內即可完成分離六種芳香族酸異構物。另外,我們也利用此系統,在10分鐘內可同時分離8種兒茶酚胺與人體代謝酸。於非平衡態MEKC系統來分離PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons)化合物方面,在緩衝溶液中加入甲醇與聚環氧乙烷兩種化合物可抑制PAHs吸附於毛細管管壁,並於系統中加入四戊基碘、十二烷基磺酸鈉、聚葡糖硫酸鈉三種化學修飾劑,藉由不同的搭配組合來增加其選擇性。我們發現於含有45%的甲醇、0.02%聚葡糖硫酸鈉、50 mM十二烷基磺酸鈉之0.1%聚環氧乙烷溶液中,對於10種不同PAHs分離有最好的解析度與再現性。非連續性電場與黏度CGE的方式來線上濃縮與分離小分子方面,藉由聚環氧乙烷對含有磺酸基、羥基、羧基等官能基小分子有著特殊作用力(如氫鍵、凡得瓦力…..等)來區分這些小分子,發現除了能夠增加小分子之分離解析度外,而且還有助於降低濃度偵測極限,如2-naphalenesulfonic acid 與L-tryptophan的濃度偵測極限分別為8 pM與70 pM。此方法亦使用於未經過任何樣品前處理之尿液及腦脊髓液之分析,經由標準添加法所求得濃度之標準偏差均小於3.6%。另外,我們也使用非連續性電場、黏度及pH接合 CZE的方法來改善兒茶酚胺與人體代謝酸的濃度偵測極限。以266 nm Nd:YAG雷射當激發光源,利用分析物進到比原來所處的pH、黏度高及電場小的環境時,造成其遷移速度下降,藉此達到線上濃縮與分離的目的。在15 kV 注入 360 s低濃度樣品(此濃度不經由濃縮是無法測得訊號)和以1 kV 10 s高濃度樣品(此濃度為可測得訊號之最低濃度)注射樣品溶液相較時,所測得之TA (tryptamine) 和E (epinephrine)的濃度偵測靈敏度分別提升5100與14000倍,其濃度偵測極限分別為16.8 pM和0.3 nM。此方法亦用於以有機溶劑稀釋10倍之尿液分析,並以標準添加法測得TA、5-HT (serotonin)與DA (dopamine)的濃度,分別為19、16.6及20.7 nM。論文的最後一部份是發展非連續性黏度與電場CGE的方式來線上濃縮與分離DNA,其濃縮的原理主要是藉由樣品溶液進到背景緩衝溶液,電場淌度劇減產生第一段濃縮,以及DNA進入聚環氧乙烷溶液時,淌度又再次劇減而產生第二段濃縮效應,之後再藉由篩分的原理,於聚環氧乙烷溶液中完成分離。於250 V/cm注入60 s和在25 V/cm注射10 s (1 mg/ml ΦX 174 RF Hae Ⅲ digest)的樣品相較之下,所測得之螢光訊號偵測濃度的靈敏度約提高66倍。為了進一步提高濃度偵測的靈敏度,我們分別將高pH鹽類溶液注入於樣品前面與後面一小區段,發現將含有32 mM氯化鈉的pH 12緩衝溶液以壓力方式注入60 s於樣品端後面,可達到最佳濃縮效應。此方法應用於PCR產物分析,和傳統的分離結果相較,以壓力注入放大17迴圈的10種不同PCR的樣品溶液360 s後,所測得之濃度靈敏度大約提升5000倍左右(由32迴圈減至17迴圈所求得)。
    Relation: 臺灣大學 化學研究所 博士論文
    Appears in Collections:[應用化學及材料科學系] 博碩士論文

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