玻璃芯片上的毛细管电泳分离是微流控系统研究和发展的重点。本论文以提高微流控芯片电泳分离效率为目的,进行了玻璃芯片的通道质量和芯片电泳谱带增宽的研究。论文由两部分组成。 第一章综述了玻璃的性质,玻璃微流控芯片的加工工艺,扩散系数的测定方法以及芯片毛细管电泳分离效率和谱带增宽的研究进展。 第二章通过优化刻蚀条件,提高了玻璃芯片通道加工质量;用芯片毛细管电泳测定了扩散增宽、进样增宽和检测增宽之和以及荧光素钠和罗丹明123的动态扩散系数:发现芯片毛细管电泳由于分离通道短、分离场强高和速度快,检测系统的响应速度和扩散增宽是影响毛细管芯片电泳分离效率的主要因素。 蚀刻液的组成对玻璃芯片通道质量会产生较大的影响。通过对玻璃芯片蚀刻液的对比、选择和优化,将蚀刻液配方确定为1:0.5:0.75mol/L HF/NH₄F/HNO₃,在40℃下蚀刻速度为1μm/min,得到了光滑的芯片通道。实验结果表明,样品在粗糙通道中扩散程度增加。用3.5cm分离长度的芯片毛细管电泳分离荧光素钠时,光滑通道的理论板数比粗糙通道提高17%,达到48万/米的理论板数。 用改变检测点位置的方法,在不同分离长度检测样品峰宽,使用推导的谱带增宽公式,计算得到荧光素钠的动态扩散系数D_ⅰ=3.4±0.2×10^-6cm²/s,与文献值相符。 用录像和实际样品分离的方法观察和研究了芯片电泳进样和分离时的谱带增宽行为。实验中发现检测系统的响应速度对检测增宽有较大影响。分离场强越高,样品迁移速度越快,系统响应时间对检测增宽的影响越大。我们测定得到本系统的响应时间为0.35秒,它限制了通过提高分离场强来进一步提高芯片毛细管电泳的分离效率和分离度。对于芯片毛细管电泳系统,提高检测系统的响应速度是进行高速、高效分离必不可少的条件。