电场耦合法提升芯片电泳柱上电导检测性能

本文主要探讨了电场耦合法在芯片电泳柱上电导检测技术中的应用，特别是在解决电泳与电化学检测之间电耦合问题上的创新研究。作者吴志勇和方芳针对带有双T结构的玻璃和聚合物芯片，深入剖析了电泳分离过程中的电导检测原理。 在电泳过程中，高电场通过检测通道传递至出口的检测电极，形成可测量的电势差。当不同导电性的组分谱带通过检测池时，由于其电导率与支持电解质的差异，会显著改变这个电位差，这个变化与溶液的电导率、检测池的长度以及电场强度有直接关系。通过将检测信号与基线相除，可以消除其他因素的影响，得到的信号仅受检测池中溶液物理特性参数（如电导率和电阻）控制。 研究者开发了一种自制的高阻抗信号转换系统，能够显著提升芯片电泳的电场强度，例如可达450 V/cm，这极大地改善了检测性能。以1 mmol/L的Tris-HCl作为支持电解质，实验条件下在12 s内实现了钾离子（K+）和钠离子（Na+）的高效、高重现性分离，并且检测限达到了5 μmol/L，线性范围覆盖了两个数量级（10 μmol/L~2 mmol/L）。 论文的关键技术和方法包括芯片电泳、柱上电导检测、电耦合和通用检测方法（如四电极法），并且强调了电导检测在解决电泳电化学检测中的耦合问题方面的重要性。通过非接触式电导检测方式，有效避免了电极电解和极化现象，从而提高了分离和检测的准确性。 此外，文章还提到了芯片电泳作为微全分析系统的前沿研究领域，电化学检测因其诸多优点如电路简单、易集成、开放性和高灵敏度而成为其重要检测手段。然而，电场耦合挑战始终存在，但通过创新的解决方案，如文中所述的电导检测技术，正在推动这一领域的进步。 总结来说，这篇论文不仅深入解析了电场耦合法在芯片电泳柱上电导检测中的应用，而且展示了通过优化技术来克服电耦合问题的实际成果，这对于微全分析系统的未来发展具有重要意义。