Миниатюрные устройства для анализа сложных смесей

Цель, которая должна быть достигнута при разработке миниатюризированных систем лабораторного анализа, очень проста – вводим образец и сразу получаем ответ. Однако исследователи, собирающиеся применить микрокапиллярные устройства для анализа сложных систем, содержащих твердые частицы или другие примеси, часто сталкиваются с тем, что сложнее всего подготовить образец для анализа.

Подготовка образца для анализа с помощью миниатюризированных систем может быть трудоемким и дорогим процессом, проводиться в течение длительного времени с привлечением сложных методов лабораторного анализа, для реализации которых могут потребоваться высококвалифицированные специалисты. Все эти обстоятельства существенно понижают выгоду от использования микрокапиллярных устройств для рутинных анализов.

200911182291670.jpg С помощью нового метода были успешно проанализированы:
(b) молоко, © грязь и (d) и угольная зольная пыль

Элизабет Стрыхальски (Elizabeth Strychalski) и Дэвид Росс (David Ross) из Национального института стандартов и технологий США (NIST) решили проблему подготовки аналитических образцов, разработав новый простой способ анализа сложных смесей, как, например, молоко, сыворотка крови или сильно загрязненная вода. Исследователи модифицировали ранее разработанную в NIST методику. Новый способ анализа получил название «электрофорез с градиентным элюированием подвижной границы» [gradient elution moving boundary electrophoresis (GEMBE)]

Метод GEMBE основывается на сочетании электрофореза с течением жидкости по микрокапилляру под действием изменяющегося давления. В методе электрофореза электрическое поле используется для того, чтобы ускорить движение анализируемой смеси по микрокапилляру, разделяя смесь на отдельные компоненты, которые в зависимости от величины заряда, массы и формы могут двигаться с различной скоростью. От образцов сложных смесей зачастую сложно добиться четкого разделения, так как некоторые из веществ, входящих в состав смесей (например, жировые глобулы в молоке или белки в сыворотке крови) могут загрязнять микрокапилляры, препятствуя точному определению какого-либо компонента из анализируемого образца.

Новая методика предлагает справиться с проблемой загрязнения за счет прокачки через микрокапиллярную систему буферного раствора при контролируемом давлении. Направление прокачки буфера противоположно направлению электрофореза. Прокачка буферного раствора в противоположном направлении выполняет функцию «жидкостных ворот» между системой подачи образца и микрокапиллярами.

Постепенное понижение давления встречного потока способствует своевременному «открыванию ворот». Целевой компонент смеси определяется в том случае, когда давление противотока значительно уменьшается, при этом движение искомого компонента в электрофоретическом поле становится достаточным для того, чтобы переместиться в канал для его определения.

Таким образом, различные компоненты сложной смеси попадают в канал с разной скоростью, причем эта скорость зависит от особенностей их электрофоретической восприимчивости. Такой подход не дает загрязнениям попасть в каналы микрокапиллярной системы тем компонентам анализируемого образца, которые могли бы исказить результаты анализа целевого компонента.

200911182291671.jpg Принципиальная схема микрокапиллярной системы анализа GEMBE

Возможности разработанной исследователями из NIST системы были протестированы в ходе анализа молока, грязи, угольной зольной пыли, сыворотки крови и измельченных листьев. Во всех случаях исследователям без сложных и трудоемких операций по подготовке образца к анализу, удалось точно и с хорошей воспроизводимостью определить содержание таких компонентов, содержащихся в изучаемых смесях как калий, кальций, натрий, магний, литий и меланин.

Исследователи полагают, что система GEMBE сможет найти применение во многих областях, включая мониторинг питьевой воды или продуктов на содержание загрязнений, определение концентрации удобрений в почве и биомедицискую диагностику.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

http://www.chemport.ru/datenews.php?…

http://esciencenews.com/…es.developed



Категории статьи