在生化分析中,待测样品通常体积有限且待测组分含量较低,因而常需要进行样品前处理操作。现有方法常基于SPE、zip-tip等对其进行富集处理,这些方法虽在样品消耗量方面存在一定的优势,但普遍存在操作复杂的缺陷。如想实现对待测样品的准确分析,除需要对其进行样品前处理之外,还必须选择灵敏度较好和分辨率较高的检测器。有鉴于此,研究者基于集成多功能单元的微流控芯片技术,通过对待测样品的在线萃取、分离与质谱检测,以达到生化样品的分析要求。此外,3D打印技术与微流控微加工技术相比,优势在于步骤简单方便。目前基于该方法已能用于相关功能单元的芯片的制作。基于集成化微流控芯片和3D打印技术的这些特点,本文开展了以下研究。(1)设计并制备了基于C18硅胶匀浆填充的萃取、分离功能单元。基于所制备的萃取芯片富集了棉铃虫排泄物中的农药及其代谢产物,并对PCR扩增产物进行脱盐。基于所制备的分离芯片分离了罗丹明B、利血平、保幼激素Ⅲ和不同浓度的啶虫丙醚标样,还考察了该分离芯片的抗压性能。相关结果表明该分离芯片柱效稳定且可靠,定量及抗压能力强。(2)设计并制备了微流控电喷雾芯片。通过手动进样器、高效液相色谱仪将前述萃取芯片、分离芯片与电喷雾芯片相串联,构建了在线检测平台。基于该平台实现了对多肽及代谢物的脱盐、富集与检测。通过对比几种在线操作下的检测结果,各模块的功能得到了证实,从而表明该在线检测平台具有可行性。(3)基于融合沉积型3D打印技术制备了 3D分离芯片。在打印过程中采用于法填充C18硅胶,简便地制得了固定相填充更为紧致均一的分离芯片。基于该芯片分离了不同浓度的罗丹明B和由四种物质组成的混合物,并确定了该混合物中各物质的检测限、回收率。此外,还考察了该芯片的抗压性能。相关实验表明该分离芯片分离、定量、抗压性能优良。