聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是较为常用的一种微流控芯片基体材料,但因其表面疏水性强、生物兼容性差和对分析物的吸附严重,常导致微流控芯片功能低下或失效,如芯片电泳分离效率下降、峰高降低甚至不出峰等,极大地限制了PMMA微流控芯片的应用前景。因此,表面改性是影响PMMA微流控芯片发展与前途的关键课题之一。物理吸附涂层即动态涂层修饰法是最为常用的一种微流控芯片表面修饰方法。物理吸附涂层法是利用表面活性分子在固/液界面的自发吸附现象,在固体表面形成物理吸附涂层,从而克服样品分子在芯片通道表面的非特异性吸附,实现高效重现的芯片电泳分离,具有操作简便,涂层再生容易等优点。常用表面改性材料包括小分子表面活性剂如十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)和水溶性高分子聚合物如甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)和聚乙二醇(PEG)等,但均需较高浓度才能有效抑制荧光染料、DNA和多寡糖链等样品分子非特异性吸附,取得高效重现分离。高浓度水溶性高分子聚合物及表面活性剂可显著地增加缓冲液的粘度或离子强度,导致微流体操控如缓冲液填充、冲洗及进样等困难、焦耳热增加、蛋白质和酶变性失活等问题。此外,现存表面改性材料因涂层的结合强度较低,抑制蛋白质非特异性吸附的效果不佳,峰低、峰宽和不出峰现象常见,极大地限制PMMA微流控芯片在蛋白质分离分析及蛋白组学中的应用。为此,本文模拟蛋白质在固体表面的强吸附机制,设计合成了富含精氨酸和赖氨酸的双亲性寡肽为新型表面改性材料,研究其对PMMA微流控芯片表面改性及在氨基酸、寡肽及蛋白质分析中的应用,旨在能为新型表面改性材料及修饰方法提供了一种新思路。本研究论文共以下几个方面内容：第一章简单概括了微流控芯片研究进展,微流控芯片制作材料、微流控芯片改性方法、常见检测、分离模式、应用以及选题目的和意义。第二章研究了双亲性寡肽对PMMA表面的物理吸附改性,通过系列表征实验,发现双亲性寡肽可在PMMA表面自组装形成亲水性和生物相容性良好的纤维状物理吸附涂层。该涂层不仅可抑制荧光染料等的非特异性吸附,还可以有效地抑制蛋白质及复杂生物样品如血样中多种蛋白质的非特异性吸附,表明双亲性寡肽物理吸附涂层和PMMA表面结合力强、稳定性高,并探讨了其可能机制。这为解决了生物分子在分离分析过程中的非特异性吸附问题提供了一种新思路。第三章以FITC标记氨基酸、寡肽和蛋白质为分析样品,以三种双亲性寡肽EAK16-II(富含赖氨酸)、EAR16-II(富含精氨酸)、EAKR16-II(富含赖氨酸和精氨酸)为PMMA芯片表面改性试剂,考察了双亲性寡肽种类及其浓度的影响,并优化缓冲液浓度、pH及分离电压等电泳分离条件。在优化条件下,实现了FITC标记氨基酸、寡肽、酶解多肽及蛋白质的高效分离,证明我们设计的双亲性寡肽是一种较理想的表面改性材料,可有效地解决生物分子在PMMA表面的非特异性吸附问题,为扩展PMMA微流控芯片在生物分子分离分析特别是在蛋白质组学中的应用提供了一种新途径。