Miniaturization of separation techniques using planar chip technology

Manz, A.; Verpoorte, Elisabeth; Effenhauser, Carlo S.; Burggraf, Norbert; Raymond, Daniel E.; Harrison, David; Widmer, Hans

doi:10.1002/jhrc.1240160711

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“…Accordingly, there is a need for detection schemes in microfluidics capable to probe unlabelled proteins. UV-absorbance detection that is commonly applied for this purpose in classical and HPLC and CE [8] has also been transferred to microfluidics [9], but due to the reduced optical path lengths it is challenging to achieve sufficient sensitivity [10,11].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Impact of laser excitation intensity on deep UV fluorescence detection in microchip electrophoresis

2008

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A high intensity 266 nm continuous wave (cw-) laser developed for material processing was utilised as an excitation source for sensitive native fluorescence detection of unlabelled compounds in MCE. This 120 mW laser was attached via an optical fibre into a commercial epifluorescence microscope. With this MCE set-up we evaluated the impact of laser power on the S/N of aromatic compounds as well as of proteins. Compared with a previous work which used a 4 mW pulsed laser for excitation, improved S/N for small aromatics and to a lesser extent for proteins could be attained. The LOD of the system was determined down to 24 ng/mL for serotonin (113 nM), 24 ng/mL for propranolol (81 nM), 80 ng/mL for tryptophan (392 nM) and 80 ng/mL for an aromatic diol (475 nM). Sensitive protein detection was obtained at concentrations of 5 mg/mL for lysocyme, trypsinogen and chymotrypsinogen (340, 208 and 195 nM, respectively). Finally, a comparison of the cw-with a pulsed 266 nm laser, operating at the same average power, showed a higher attainable sensitivity of the cw-laser. This can be attributed to fluorescence saturation and photobleaching effects of the pulsed laser at high pulse energies.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Impact of laser excitation intensity on deep UV fluorescence detection in microchip electrophoresis

2008

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“…Prototypes of such systems have been reported to be useful in analytical chemistry, biomedical applications, and microchemical processing [1][2][3][4]. Applications in electric-field-mediated separations like electrophoresis and more recently in electrochromatography have also received much attention [5][6][7][8].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

New advances in microchip fabrication for electrochromatography

Szekeres

Guttman

2005

Electrophoresis

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There is a great demand in separation technologies for faster and more effective analysis processes. Miniaturization is a suitable technique for satisfying this demand as reduction in size gives increased separation speed with higher efficiency. CEC is an electric-field-mediated separation technique where the liquid flow is generated by the electric field itself. The main advantage of using electric field over pressure for flow generation is the flat flow profile of the EOF; thus, CEC is one of the best candidates to construct a novel and high-efficiency microanalytical device. The aim of the present paper is to review the basic fabrication and bonding principles, as well as connection and system integration options for microfluidics-based electrochromatography. The physical structure and fluidic channel formation are critically evaluated, including glass microstructuring and fusion bonding. Recent developments in nanoflow measurements and the application of various flow control units are also extensively discussed.

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“…Na década de 90, foram propostos os primeiros sistemas de eletroforese baseados em chips, fabricados em escala normal ou micro-escala. Estes dispositivos melhoraram ainda mais a eficiência dos sistemas CE [28][29][30] .…”

Section: Sistemas Fia-ce Automatizados Miniaturizados E Baseados Em unclassified

Sistemas interfaceados de análise por injeção em fluxo e eletroforese capilar (FIA - CE): desafios, aplicações e perspectivas

et al. 2002

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INTRODUÇÃOA análise por injeção em fluxo (FIA) a, 1 , proposta na metade dos anos 70, representou um avanço significativo no campo da automatização em química analítica. Esse processo consolidou-se de tal forma que mais de 8000 artigos já foram publicados, envolvendo as áreas industrial, agronômica, clínica e ambiental, entre outras.A eletroforese capilar (CE) b teve como contribuições pioneiras os trabalhos de Mikkers et al. 2 em 1979 e Jorgenson e Lukacs 3 em 1981. Desde então, tem expandido-se continuamente, inicialmente, no campo da bioquímica e, posteriormente, da química analítica. No começo da década de noventa, ocorreu um aumento significativo do número de publicações em eletroforese capilar, sendo que até 2000, cerca de 12000 artigos já haviam sido publicados. O princípio bási-co da eletroforese é a separação de espécies eletricamente carregadas a partir de suas diferentes mobilidades eletroforéticas devido à ação de um campo elétrico 4 .Embora seja uma técnica bastante versátil, a qual é empregada na separação de uma grande variedade de espécies químicas, de íons inorgânicos simples até moléculas de alto peso molecular, a eletroforese requer que certos tipos de amostras passem por etapas de pré-tratamento antes de serem introduzidas no sistema eletroforético. Entre essas etapas encontram-se: a extração, a filtração, a centrifugação e a diluição, as quais, não sendo realizadas em linha, levam a um aumento do tempo de análise, a um aumento dos riscos de contaminação das amostras, à perda de precisão das medidas, à perda de analitos e à manipulação indesejável de reagentes e solventes tóxicos. A análise por injeção em fluxo, por sua vez, é um processo muito eficiente no que se refere à combinação entre pré-tratamento e introdução de amostras em linha em separações não cromatográficas com múltiplos sistemas de detecção. Estes, em certos casos, têm o seu desempenho melhorado pela associação com os sistemas FIA. Entre os detectores empregados na injeção em fluxo encontram-se os espectrométricos e os eletroquímicos 5 . Nesse sentido, a associação entre a eletroforese e a análise em fluxo seria bastante vantajosa, uma vez que a forma de introdução da amostra e a baixa sensibilidade estão entre as principais desvantagens da eletroforese capilar.Nesta revisão, é apresentado o estado-da-arte dos sistemas FIA-CE, incluindo as principais contribuições feitas aos sistemas pioneiros, os novos sistemas propostos, além de algumas aplicações. Foram enfatizados os aspectos relacionados às implicações do acoplamento FIA-CE, à automatização e à miniaturização dos sistemas. A revisão abrange o período compreendido entre 1997 e 2000. A análise por injeção em fluxo (FIA)O princípio da Análise por Injeção em Fluxo 1 é muito simples e baseia-se na inserção de uma alíquota da solução da amostra, a qual sofre dispersão ao ser conduzida através do percurso analítico por uma solução transportadora, que pode ser o próprio reagente, até o detector. Em um artigo publicado em 1989, os conceitos básicos desse processo foram didaticament...

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Miniaturization of separation techniques using planar chip technology

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Impact of laser excitation intensity on deep UV fluorescence detection in microchip electrophoresis

Impact of laser excitation intensity on deep UV fluorescence detection in microchip electrophoresis

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Sistemas interfaceados de análise por injeção em fluxo e eletroforese capilar (FIA - CE): desafios, aplicações e perspectivas

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