Kromatográfiás töltetek alkalmazása mikrofluidikai csipekben

Gáspár Attila

Az utóbbi 20 évben kifejlesztett mikrofluidikai rendszerek, a „lab-on-a-chip” technológia termékei egyre inkább átalakítják a laboratóriumi kísérletezést és az analitikai vizsgálatokat. Az analitikai mérőrendszerek miniatürizálása ugyanis nem csupán a jelenlegi technológia méreteinek csökkentését jelenti, de egyúttal egészen újfajta analitikai rendszerek megszületését is lehetővé teszi. Amellett, hogy a mikrocsipek többnyire olcsók és sok esetben egyszer használatosak, a mikrocsipekben végzett vizsgálatok sokkal gyorsabbak, pikoliternyi mintaoldatot, illetve nanoliternyi reagens oldatot igényelnek. Ezek a kutatások intenzíven folynak a biotechnológiai, klinikai és analitikai területeken.

Mivel a kromatográfiás elválasztások az analitikai kémia egyik leggyakrabban alkalmazott módszerei, a mikrofluidikai kutatásokban is fontos terület a kromatográfiás állófázisok kialakítása a mikrocsipek csatornáiban. A mikrocsipek kromatográfiás állófázisaként monolitokat, kereskedelmi forgalomban levő, 1–5 µm méretű kromatográfiás részecskéket, újabban pedig nanorészecskéket is használnak. E nagy felület/térfogat aránnyal jellemezhető mikrotöltetek jól alkalmazhatók akár nagy hatékonyságú kromatográfiás elválasztásokhoz, online minta-előkészítési eljárásokhoz vagy enzimreaktorok hordozóanyagaiként.

gaspar.jpg

a) Tripszin kovalens kötéssel (EDC/NHS reagensek segítségével) történő immobilizálása amino-funcionált szilikarészecskék felületére. b–e) Optikai mikroszkópos felvételek a mikroreaktortöltet kialakításáról a részecskék szűkületek segítségével történő visszatartásával. A szilikarészecskék szuszpenziójának áramoltatása a szűkületek felé történik. f) A 9 minta egyidejű emésztésére szolgáló mikrofluidikai enzimreaktor fényképe

A mikroreaktorokban az egyik leggyakrabban alkalmazott enzim a tripszin, amely proteolitikus enzimként a fehérjéket peptidekre bontja. A kapott enzimelegyet elválasztástechnikai módszerrel (HPLC vagy kapilláris elektroforézis) és tömegspektrometriával elemezve, adatbázisok felhasználásával a mintában található fehérjék azonosíthatók. A mikrofluidikai immobilizált enzimreaktorok (IMER) off-line vagy on-line is kapcsolhatók a tömegspektrometriás rendszerekhez, sőt olyan rendszereket is kifejlesztettek már, ahol a mikrocsipen nem csupán a fehérjetartalmú minta emésztése, de az emésztett minta SPE-sómentesítése és LC-elválasztása is megtörténik. A kromatográfiás részecskékből kialakított tölteteken kovalensen immobilizált tripszines reaktor előnye, hogy aktivitását akár több hónapig is megőrizheti megfelelő körülmények között tárolva, és ez idő alatt a reaktor többször felhasználható fehérjék emésztésére. Míg a hagyományos, oldatban történő emésztéshez sokszor 16 óra is szükséges, addig a mikrocsipes IMER-egységekben 10 s-nál rövidebb időtartam is már elegendő.


 Vissza a tartalomhoz

pdfMEGNYITÁS/LETÖLTÉS