Разработка и исследование микрочиповых аналитических систем для жидкостно-жидкостной экстракции и химических реакций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.02, кандидат химических наук Казаков, Василий Александрович

• Казаков, Василий Александрович
• кандидат химических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат химических наук Казаков, Василий Александрович

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Микрофлюидные чипы в аналитической химии и биохимии

1.2. Способы изготовления микрофлюидных чипов

1.3. Системы подачи проб и реагентов

1.4. Системы детектирования для микрочипов

1.5. Поддержание и контроль температуры в микроструктурах чипов

ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ МИКРОЧИПОВЫХ АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

2.1. Микрофлюидные чипы для изучения процессов массопереноса веществ и проведения реакций

2.2. Система подачи проб и реагентов

2.3. Система флуоресцентного детектирования при использовании ПЗС-матрицы

2.4. Система нагрева жидкости и поддержания температуры в микрореакторах чипа

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА И ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЗС-МАТРИЦЫ

3.1. Оценка аналитических характеристик системы детектирования при использовании ПЗС-матрицы телевизионной камеры наблюдения

3.2. Оценка и оптимизация рабочих параметров системы детектирования при использовании ПЗС-матрицы специализированной камеры

ГЛАВА 4. ПРОЦЕССЫ МАССОПЕРЕНОСА В МИКРОКАНАЛЕ ЧИПА

4.1. Моделирование процессов массопереноса в микроканале чипа

4.2. Динамика процессов массопереноса вещества в гомогенной системе двух водных микрофлюидных потоков в микроканале чипа

4.3. Динамика процессов массопереноса вещества в системе микрофлюидных потоков двух несмешивающихся жидкостей в микроканале чипа

4.4. Процессы массопереноса вещества в трехфазной жидкостной системе в микроканале чипа

4.4.1. Изучение условий образования трехфазной системы в стационарных условиях

4.4.2. Образование трехфазной системы и динамика процессов массопереноса вещества в ней в микроканале чипа

ГЛАВА 5. ДЕРИВАТИЗАЦИЯ КАТЕХОЛАМИНОВ В МИКРОРЕАКТОРАХ ЧИПА

5.1. Оптимизация ввода проб в микроструктуры мультиреакторного чипа

5.2. Дериватизация катехоламинов в микрореакторах чипа

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование микрочиповых аналитических систем для жидкостно-жидкостной экстракции и химических реакций»

Увеличение количества объектов анализа и одновременно определяемых аналитов при анализе проб, особенно в областях биоаналитической химии и медицинской лабораторной диагностики, необходимость быстрого определения содержания компонентов в различных объектах окружающей среды, живого мира и человека требует применения производительных автоматизированных аналитических систем. Б современной аналитической химии при анализе различных объектов все более широкое применение находят миниатюрные аналитические системы, потенциально позволяющие совмещать в одном устройстве несколько стадий химического анализа и проводить одновременное определение содержания компонентов в нескольких пробах.

Развитие технологий микроэлектроники привело к появлению и использованию для аналитических целей микрофлюидных чипов (МФЧ). Они представляют собой миниатюрные устройства планарной геометрии, в которых создана разветвленная сеть микроструктур (микроканалов и микрореакторов). Площадь МФЧ составляет всего несколько квадратных сантиметров, а размеры микроструктур по ширине и глубине обычно находятся в диапазоне от десятков мкм до нескольких мм.

К преимуществам применения микрочипов следует отнести малый расход проб и реагентов в ходе проведения анализов; возможность интеграции стадий пробоподготовки и определения на едином устройстве; ускорение протекания химических реакций, процессов массо- и теплопереноса из-за значительного увеличения отношения площадь поверхности/объем по сравнению с обычными реакторами и другие. Типичные объемы проб при работе с чипами находятся в диапазоне от нл до сотен мкл, что позволяет использовать такие устройства не только при определении традиционных веществ неорганической природы, но и, например, при анализе объектов в областях медицинской клинической диагностики, биохимии и лабораторной криминалистике, где расход дорогостоящих реагентов и малый объем проб часто являются ключевыми факторами.

Традиционно микрочипы изготавливают из пластин стекла и/или кремния путем химического или ионным травления в них микроструктур и спеканием двух пластин для получения готового изделия. Мнкрочипы из пластика часто изготавливают методом термопластической штамповки или лазерной фотоабляцни пластин материала, а для герметизации микроструктур проводят процедуру ламинирования.

В настоящее время показаны возможности проведения и интеграции на одном чине ряда операций и процессов: (бно)химических реакций в проточной мнкроканальной системе или в микрореакторе; жидкостной и твердофазной экстракции в потоке; абсорбции; разделения компонентов смеси методами хроматографии и капиллярного электрофореза.

Существующие работы в направлении микрочиповой тематики часто фокусируются на переносе традиционных методик пробоиодготовки и определения веществ различными методами в микромасштаб без существенных изменении. Однако при использовании чипов появляются возможности, часто недостижимые или труднореализуемые в макромасштабе, что связано с характеристическим особенностями микроструктур. Это относится и к способам реализации жидкостно-жпдкостной экстракции (ЖЖЭ) веществ в потоке в микроканалах чипов, и к параллельному проведению нескольких химических реакций в мультиреакторпых чипах. Потенциальным преимуществом при использовании микрофлюидных систем для проведения ЖЖЭ является, прежде всего, высокое соотношение площади поверхности контактирующих потоков к объёму фаз и малые расстояния диффузии веществ в поперечном сечении микроканала, что позволяет рассчитывать на высокие скорости протекания экстракции.

Предварительные оценки показывают, что в микроканалах возможна реализация устойчивых мультифазных систем в потоке, добиться существования которых в макромасштабе затруднительно, а их применение может привести к значительному ускорению процессов массопереноса веществ. Кроме того, до сих пор актуальными являются задачи ввода минимальных объемов проб, параллельного проведения нескольких химических реакций н одновременного анализа нескольких проб в мультиреакторпых чипах, и решение этих задач позволяет приблизиться к созданию микрочиповых анализаторов.

Таким образом, необходимы теоретические и экспериментальные исследования по разработке новых микрочиповых аналитических систем, а также изучение процессов массопереноса в микроканалах чипа в гомогенной и мультифазных жидкостных проточных системах и оптимизация условий проведения химических реакций в нескольких микрореакторах чипа с минимальным расходом реакционной смеси.

Цель данной работы заключалась в разработке и создании микрочиповых аналитических систем для проведения ЖЖЭ веществ в потоке в микроканалах и химических реакций в микрореакторах МФЧ с флуоресцентным детектором, позволяющим с высокой чувствительностью и пространственным разрешением проводить детальное изучение процессов, протекающих в микроструктурах чипов.

Заключение диссертации по теме «Аналитическая химия», Казаков, Василий Александрович

- 139-ВЫВОДЫ

1. Созданы аналитические системы на основе разработанных стеклянно-кремниевых микрочигюв для проведения жидкостной экстракции в потоке в микрокапале или химической реакции в микрореакторах при использовании флуоресцентного детектора на основе ПЗС-матрицы с использованием в качестве источников возбуждения флуоресценции твердотельных светодиодов. При создании установок детектирования реализована эпифлуоресцентная схема возбуждения и сбора флуоресценции. К преимуществам создания подобных установок следует отнести высокую чувствительность детектора во всей видимой области спектра и возможность легкой перестройки системы детектирования при замене ее спектральных элементов (светодиод, интерференционные светофильтры и др.). Эти особенности способствуют расширению аналитических возможностей системы детектирования, и становится возможным наблюдать флуоресценцию веществ в микроструктурах чипов, начиная от области зеленой флуоресценции и заканчивая красной областью видимого света.

2. Проведено изучение динамики процессов массопереноса веществ в поперечном сечении микроканала Н-образного чипа в гомогенной водной среде (диффузия флуоресцеина) и системе двух иесмешивающихся жидкостей (экстракция родамина 6Ж из водной в октанольную фазу). С помощью предложенных моделей диффузионного переноса вещества в плоскости сечения микрокаиала чипа, адекватно описывающих происходящие в условиях экспериментов процессы, доказан преимущественно диффузионный механизм процессов массопереноса при ламинарном течении соприкасающихся микрофлюидных потоков по микроканалу. На основе модельных представлений проведена оценка скорости протекания подобных процессов в микроканале чипа до равновесного состояния. Процессы диффузии в микроканале чипа с размерами поперечного сечения порядка 200 (ширина)* 100 (глубина) мкм протекают в водной среде до равновесия примерно за 20 с с момента подачи растворов в микрочип. Равновесное время протекания процессов экстракции в системе «октапол-вода» занимает в таком же микроканале порядка 50 с, что объясняется большой вязкостью октанола.

3. В качестве варианта ускорения протекания массопереноса веществ в сечении микроканала чипа предложена трехфазная система экстракции с образованием трех сосуществующих фаз при смешивании двух гомогенных растворов в микроканале. По распределению родамина 6Ж в трехфазной системе в поперечном сечении микроканала чипа показано, что высокая степень равновесности в системе в условиях одновременного с образованием фаз распределения красителя наступает за время контакта начальных потоков около 1 с.

4. Проведена оптимизация ввода малых количеств проб и реагентов в девятиреакторный чип путем химической модификации поверхности чипа. МппИхМальные объемы раскапываемых на поверхность чипа проб для успешного заполнения микрореакторов составили 2 мкл на реактор.

5. Проведена оптимизация условий проведения дериватизации катехоламинов с реагентом ИВО-Б в мнкрореакторах девятиреакторного чипа в зависимости от рН реакционной смеси и температуры. Объем реакционной смеси при заполнении микрореакторов составлял 4 мкл/реактор. Показано, что при рН порядка 8.5 и температуре порядка 50 °С предколоночпая дернватизация занимает 3-4 минуты.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Казаков, Василий Александрович, 2005 год

1. Сляднев М.Н. Интегрированные химические микрочипы в аналитической химии.// Партнеры и конкуренты. 2003. Л" 6. С. 26-33.

2. Беленький Б.Г., Комяк Н.И., Курочкин В.Е., Евстрапов А.А., Суханов B.JI. Микрофлюидные аналитические системы (Часть 1).// Научное приборостроение. 2000. Т. 10. N° 2. С. 57-64.

3. Беленький Б.Г., Комяк Н.И., Курочкин В.Е., Евстрапов А.А., Суханов B.J1. Микрофлюидные аналитические системы (Часть 2).// Научное приборостроение. 2000. Т. 10. JV° 3. С. 3-16.

4. Беленький Б.Г. Новые возможности лабораторной аналитики: микрофлюидные чип-анализаторы.// Клиническая лабораторная диагностика. 2001. Л*° 3. С. 26-31.

5. Беленький Б.Г. Новые возможности лабораторной аналитики: микрофлюидные чип-анализаторы (продолжение).// Клиническая лабораторная диагностика. 2001. Л» 4. С. 25-32.

6. Tang Т., Badal М., Ocvirk G., Lee W. Е., Bader D. E., Bekkaoui F., Harrison D. J. Integrated Microfluidic Electrophoresis System for Analysis of Genetic Materials using Signal Amplification Methods.// Anal. Chem. 2002. V.74. P. 725-733

7. Paegel B.M., Blazej R.G., Mathies R.A. Microfluidic devices for DNA sequencing: sample preparation and electrophoretic analysis.// Current Opinion in Biotechnology. 2003. V.14. P.42-50.

8. Sato K., Hibara A., Tokeshi M., Hisamoto H., Kitamori T. Integration of Chemical and Biochemical Analysis Systems into a Glass Microchip.// Anal. Sci. 2003. V. 19. P. 15-22.

9. Eijkel J.C.T., de Mello A.J. and Manz A. A miniaturised total chemical analysis system: ц-TAS in "Organic Mesocsopic Chemistry", IUPAC monograph (Ed. H. Masuhara, F.C. Schryver), 1999.

10. Lindner D. The Micro-Chemlab project: Micro Total Analysis System R&D at Sandia National Laboratories.// Lab Chip. 2001. V. 1. P. 15N 19N.

11. TiidosAJ., Besselink G.A.J., Schasfoort R.B.M. Trends in miniaturized total analytical systems for point-of-care testing in clinical chemistry.// Lab Chip. 2001. V. 1. P. 83-95.

12. Kopf-Sill A.R. Successes and challenges of lab-on-a-chip.// Lab Chip. 2002. V. 2. P.42N-47N.

13. Sanders G.H.W., Manz A. Chip-based microsystems for genomic and proteomic analysis.// Trends Anal. Chem. 2000. V.19. P. 364-378.

14. Li J., Le Riche Т., Tremblay T. L., Wang C., Bonneil E., Harrison D. J., Thibault P. Application of Microfluidic Devices to Proteomics Research.// Molecular&Cellular Proteomics. 2002. V.1.2. P. 157-168.

15. Мирзабеков А.Д. Биочипы в биологии и медицине XXI века.// Вестник РАН. 2003. Т.73. № 5. С. 412-426.

16. De Mello A.J. Seeng single molecules.// Lab Chip. 2003. V.3. P. 29N-34N.

17. Lagally E., Medintz I., Mathies R. A. Single-Molecule DNA Amplification and Analysis in an Integrated Microfluidic Device.//Anal. Chem. 2001. V. 73. P. 565-570.

18. Tan Y.-C., Fisher J.S., Lee A.I., Cristini V., Lee A.P. Design of microfluidic channel geometries for the control of droplet volume, chemical concentration, and sorting.// Lab Chip. 2004. V.4. P. 292-298.

19. Giinter A., Khan S.A., Thalmann M., Trachsel F., Jensen K.F. Transport and reaction in microscale segment gas-liquid flow.// Lab Chip. 2004. V. 4. P. 278-286.

20. Shinohara K., Sugii Y., Aota A., Hibara A., Tokeshi M., Kitamori Т., Okamoto T. High-speed micro-PIV measurements of transient flow in microfluidic devices.// Mesurement Science and Technology. 2004. V.15. P.l965-1970.

21. Сляднев М.Н., Казаков В.А., Макаров Е.Д., Ганеев A.A., Москвин JI.H. Микрофлюидная система экстракции с химически индуцированным образованием трех фаз в потоке.// Научное Приборостроение. 2005. Т. 15. №2. С. 11-20.

22. Kikutani Y., Hisamoto Н., Tokeshi М., Kitamori Т. Micro wet analysis system using multi-phase laminar flows in three-dimensional microchannel network.// Lab Chip. 2004. V.4. P. 328-332.

23. Ueno К., Kim H.-B., Kitamura N. Channel Shape Effects on the Solution-Flow Characteristics and the Liquid/Liquid Extraction Efficiency in Polymer MicroChannel Chips.// Anal. Sei. 2003. V.19. P. 391-394.

24. Kim H.-B., Ueno К, Chiba M„ Kogi O., Kitamura N. Spartially-Resorved Fluorescence Study on Liquid/Liquid Extraction Processes in Polymer Micrichannels.// Anal.Sei. 2000. V.16. P. 871-876.

25. Schilling E.A., Kamholz A.E., Yager P. Cell Lysis and Protein Extraction in a Microfluidic Device with Detection by a Fluorogenic Enzyme Assay.// Anal.Chem. 2002. V.74. P. 1798-1804.

26. Weigl B.H., Yager P. Microfluidic Diffusion-Bazed Separation and Detection.// Science. 1999. V. 283. P. 346-347.

27. Slentz B.E., Penner N.A., Regnier F.E. Capillary electrochromatography of peptides on microfabricated poly(dimethylsiloxsane) chips modified by cerium(IV)-catalyzed polymerization.// J. Chromatogr. A. 2002. V.948. P.255-233.

28. Harrison D.J., Fluri K, Seiler К., Fan Z., Effenhauser C.S., Manz A. Micromachining a Miniaturized Capillary Electrophoresis Bazed Chemical Analysis System on a Chip.// Science. 1993. V.261. P. 895-897.

29. Kricka L.J., Wilding P. Microchip PCR.// Anal. Bioanal. Chem. 2003. V. 377. P. 820825.

30. Lee D.S., ParkS.H., Yang H., ChungK.-H., Yoon Т.Н., Kim S.J., Kim K, Kim Y.T. Bulk-micromachined submicroliter-volume PCR chip with very rapid thermal response and low power consumption.// Lab Chip. 2004. V.4. P. 401-407.

31. Сляднев M.H., Казаков B.A., Лаврова M.B., Ганеев A.A., Москвин JI.H. Мпкрочиповая мультиреакторная система для биохимического анализа.//Научпое Приборостроение. 2005. Т. 15. №2. С.41-50.

32. Eijkel J.C.T., PrakA., Cowen S., Craston D.H., Manz A. Micromachined heated chemical reactor for pre-colomn derivatization.// J. Chromatogr. A. 1998. V. 815. P. 265-271.

33. Harrison D.J., Fan Z., Fluri K, Seiler К. Integrated Electrophoresis Systems for Biochemical Analyses.// Technical Digest: Sensor and Actuator Workshop, June 13-17, 1994, Hilton Head Island, S.C., P. 21-24.

34. Mangru S.D., Harrison D.J. Chemiluminescence Detection in Integrated Post-Separation Reactors for Microchip-Bazed Capillary Electrophoresis and Affinity Electrophoresis.// Electrophoresis. 1998. V.19. P.2301-2307.

35. Kuttcr J.P., Ramsey R.S., Jacobson S.C., Ramsey J.M. Determination of Metal Cations in Microchip Electrophoresis using on-Chip Complexation and Sample Stacking.// J. Microcolomn Separations. 1998. V.10. P. 313-319.

36. Liu Y.J., Foote R.S., Jacobson S.C., Ramsey R.S., Ramsey J.M. Electrophoretic Separation of Proteins on a Microchip with Noncovalent, Postcolomn Labeling.// Anal.Chem. 2000. V. 72. P. 4608- 4613.

37. Fang Z.L., Fang Q. Development of a low-cost microfluidic capillary-electrophoresis system coupled with flow-injection and sequential-injerction sample introduction.// Fresenius'J. Anal.Chem. 2001. V.370. P. 978-983.

38. Becker H., Locascio L.E. Polumer microfluidic devices.// Talanta. 2002. V. 56. P. 267287.

39. De Mcllo A.J. Plastic fantastic? // Lab Chip. 2002. V.2. P. 31N-36N.

40. Fintschenko Y., Van den Berg A. Silicon microtechnology and microstructures in separation science.//J. Chromatogr. A. 1998. V.819. P. 3-12.

41. Tjerkstra R. IV., De Boer M., Berenshot E., Gardeniers J. G. C., Van den Berg A., Ehvenspoek M. Etching Technology for microchannels.// Proc. IEEE MEMS'97. 1997. P.147-152.

42. Seidel H., Csepregi L., Heuberger A., Baumgartel H. Anisotropic etching of crystalline silicon in alkaline solutions; I Orientetion dependence and behavior of passivation layers.// J. Electrochemical Soc. 1990. V.137. No.l 1. P. 3612-3622.

43. Tjerkstra R.W., De Boer M., Berenshot E., Gardeniers J.G.C., Van den Berg A., Ehvenspoek M. Etching technology for chromatography microchannels.// Electrochimica Acta. 1997. V. 42. Nos. 20-22. P. 3399-3406.

44. Van den Berg A., Lammerink T.S.J. Micrototal Analytical Systems: Microfluidics Aspects, Integration Concept and Applications.//Top.Curr. Chem. 1997. V.194. P.21-49.

45. Futterer C„ Mine N. Bormuth V., Codarbox J.-H., Laval P., Rossier J., Viovy J.-L. Injection and flow control for microchannels.// Lab Chip. 2004. V.4. P.351-356.

46. WuZ., Jensen H., GambyJ., BaiX., Girault H.H. A flexible sample introduction method for polymer microfluidic chips using a push/pull pressure pump.// Lab Chip. 2004. V.4. P. 512-515.

47. Hong C.-C., Afumgesan S., Kim S., Beaucage G., Choi J.-W., Ahn C.H. A functional on-chip pressure generator using solid chemical propellant for disposable lab-on-a-chip.// Lab Chip. 2003. V.3. P. 281-286.

48. Schwarz M.A., Hauser P.C. Recent developments in detection methods for microfabricated analytical devices.// Lab Chip. 2001. V.l. P. 1-6.

49. Wang J. Electrochemical Detection for microscale analytical systems: a review.// Talanta. 2002. V.56. P. 223-231.

50. De Mello A.J. Chip-MS: Coupling the large with the small.// Lab Chip. 2001. V.l. P. 7N-12N.

51. Lichtenberg J., Dc Rooij N. Verpoorte E. Sample pretreatment on microfabricated devices.// Talanta. 2002. V.56. P. 233-266

52. Dc Mello A.J., Beard N. Dealing with 'real' samples: sample pre-treatment in microfluidic systems.// Lab Chip. 2003. V. 3. P. 11N-19N.

53. Tokeshi M., Minagawa Т., Uchiyama K, Hibara A., Sato K., Hisamoto H., Kitamori T. Continuous Flow Chemical Processing on a Microchip by Combining Micro Unit Operations and a Multiphase Flow Network.//Anal. Chem. V. 74. 2002. P. 1565-1571.

54. Sorouraddin H.M., Hibara A., Kitamori T. Use of a thermal lens microscope in integrated catecholamine determination on a microchip.// Fresenius'J. Anal. Chem. 2001. V.371. P.91-96.

55. Shinohara K., Sugii Y., Okamoto K, Madarame H., Hibara A., Tokeshi M., Kitamori T. Measurement of pH fild of chemically reacting flow in microfluidic devices by laser-induced fluorescence.//Meas. Sci. Technol. 2004. V.15. P. 955-960.

56. Tanaka Y., Slyadnev M.N., Sato K, Tokeshi M., Kim H.-B., Kitamori T. Acceleration of an Enzymatic Reaction in a Microchip.//Anal.Sci. 2001. V.17. P. 809-810.

57. Sato K., Tokeshi M„ Kitamori Т., Saw ad a T. Integration of Flow Injection Analysis and Zeptomole-Level Detection of the Fe(ll)-o-Phenanthroline Complex.// Anal.Sci. 1999. V.15. P. 641-645.

58. Mel in J., Gimenez G., Roxhed N., Van der Wijngaart W., Stemme G. A fast passive and planar liquid sample micromixer.// Lab Chip. 2004. V. 4. P. 214-219.

59. Neils C., Tyree Z., Finlayson В., Folch A. Combinatorial mixing of microfluidic streams.// Lab Chip. 2004. V. 4. P. 342-350.

60. Kopp M.U., De Mello A.J., Manz A. Chemical amplification: continuous-flow PCR on a chip.// Science. 1998. V.280. P.1046.

61. Sclmeegafi I., Brautigam R., Kohler J.M. Miniaturized flow-through PCR with different template types in a silicon chip thermocycler.// Lab Chip. 2001. V.l. P.42-49.

62. Северин E.C. Биохимия. М.:ГЕОТАР-МЕД, 2003, 380 с.

63. Kamholz A.E. Proliferation of microfluidics in literature and intellectual property.// Lab Chip. 2004. V.4. P. 16N-20N.

64. Евстрапов А. А., Курочкип В. E., Буляиииа A. JI., Петряков А. О., Рудницкая Г. Е., Сальникова Т. А., Алексеев Я. И. Экспресс-анализ олигонуклеотидов на плаиариом микрофлюидном чипе.// ЖАХ. 2004. Т. 59. Лзб. С. 587-595.

65. Эпгельгардт X. Практическое руководство по капиллярному электрофорезу./ иод ред. Волощука A.M. М.: РАН, 1996, 231 с.

66. Основы аналитической химии./ иод ред. Золотова Ю.А. М.: Высшая школа, 2002, в 2-х томах.

67. Effenhauser C.S., Man: A., Widmer H.M. Glass Chips for High-Speed Capillary Electophoresis Separations with Submicrometer Plate Heights.// Anal. Chem. 1993. V.65. P. 2637-2642.

68. Sato K., Tokcshi M., Sawada Т., Kitamori T. Molecular Transport between Two Phases in a MicroChannel.//Anal. Sci. 2000. V. 16. P. 455-456.

69. Surmeian M., Hibara A., Slyadnev M., Uchiyama K, Hisamoto H., Kitamori T. Distribution of Methyl Red on the Water-Organic Liquid Interface in a MicroChannel.// Anal. Lett. 2001. V. 39. No. 9. P. 1421-1429.

70. Ismagilov R.F., Stroock A.D., Kcnis P.J.A., Whitcsides G. Experimental and theoretical scaling laws for transverse diffusive broadening in two-phase laminar flows in microchannels.// Appl. Phys. Lett. 2000. V.76. No. 17. P. 2376-2378.

71. Hisamoto H., Horiuchi Т., Tokcshi M, Hibara A., Kitamori T. On-chip Integration of Neutral Ionophore-Based Ion Pair Extraction Reaction.// Anal. Chem. 2001. V. 73. P. 1382-1386.

72. Minagawa Т., Tokcshi M., Kitamori T. Integration of a wet analysis system on a glass chip: determination of Co(II) as 2-nitroso-l-naphthol chelates by solvent extraction and thermal lens microscopy.// Lab Chip. 2001. V.l. P. 72-75.

73. Marnyama Т., Kaji Т., Ohkawa Т., Sotowa K, Matsushita H., Knbota F., Kainiya N„ Kusakabc K„ Goto M. Intermittent partition walls promote solvent extraction of metal ions in a microfluidic device.//Analyst. 2004. V. 129. No. 11. P. 1008-1013.

74. Hibara A., Nonaka N. Tokeshi M., Kitamori T. Spectroscopic Analysis of Liquid / Liquid Interfaces in Multiphase Micro flows.//J. Am. Chem. Soc. 2003. V.I25. P. 14954-14955.

75. Sakamoto K., Nakanishi H., Tokeshi M„ Yoshida Y., Kitamori T. A Stable Two Phase Flow by "Sombrero" Channel.// 8th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, September 26-30, 2004, Malm5, Sweden, pp. 213-215.

76. Kumemura M, Korenaga T. Quantitative Extaction of Al3f in Water using Dispersed Droplet in T-Shaped MicroChannel.// 8th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, September 26-30, 2004, Malmo, Sweden, pp. 454-456.

77. Ueno M., Hisamoto H., Kitamori T.,Kobayashi S. Phase-Transfer alkylation reactions using microreactors.// Chem. Commun. 2003. P.936-937.

78. Hisamoto H., Saito Т., Tokeshi M„ Hibara A., Kitamori T. Fast and high conversion phase-transfer synthesis exploiting the liquid-liquid intcrfase formed in a microchannel chip.//Chem. Commun. 2001. P. 2662-2663.

79. Surmeian M., Slyadnev M.N., Hisamoto H., Hibara A., Uchiyama K, Kitamori T. Three-Layer Flow Membrane System on a Microchip for Investigation of Molecular Transport.// Anal. Chem. 2002. V.74. P. 2014-2020.

80. Kattcr J.P., Jacobson S.C., Ramsey J.M. Solid Phase Extraction on Microfluidic Devices.// J. Microcolomn Separations. 2000. V.12. P. 93-97.

81. Yu C., Davcy M.H., Svcc F., Frcchet J.M.J. Monolithic porous polymer for on-chip solid phase extraction and preconcentration prepared by photoinitiated in situ polymerization within a microfluidic device.//Anal. Chem. 2001. V.73. P. 5088-5095.

82. Jcmcrc А.В., Olcschnk R., Ouchcn F., Fajuyigbe F., Harrison J.D. An Integrated Solid Phase Extraction System for Sub-Pico Molar Detection.// Electrophoresis. 2002. V.23. P. 3537-3544.

83. Dc Mello A.J. On-Chip chromatography: the last twenty years.// Lab Chip. 2002. V.2. P. 48N-54N.

84. McEnery M., Tan A., Alderman J., Patterson J., OWfathuna S.C., Glennon J.D. Liquid chromatography on-chip: progression towards a ц-total analysis system.// Analyst. 2000. V.125.P. 25-27.

85. Пресс Ф.П. Фотолитографические методы в технологии полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Советское радио, 1978, 123 с.

86. Lacher N.A., Dc Rooij N.F., Vcrpoorte E., Lunte S.M. Comparison of the performance characteristics of poly(dimethylsiloxane) and Pyrex microchip electrophoresis devices for peptide separations.//J. Chromatogr. A. 2003. V.1004. P.225-235.

87. Christel L. A., Petersen K., McMillan IF., Nortlmip M.A. Rapid, Automated Nucleic Acid Probe Assays Using Silicon Microstructures for Nucleic Acid Concentration.// Journal of Biomcchanical Engineering. 1999. V.121. No.2. P. 22-27.

88. Lao A. I. K., Lee T.M., Hsing I.M., Ip N.Y. Precise temperature control of microfluidic chamber for gas and liquid phase reactions.// Sensors and Actuators A. 2000. V. 84. P. 11-17.

89. Kazakov V.A., Lavrova M.V., Ganeev A.A., Moskvin L.M., Slyadnev M.N. Surface Modification of Microchip Input Reservoirs for Pressure-induced Sample Injection into Microreactors.//Anal.Sci. 2005. V.21. No.4. P.293-294.

90. Ehrnstrôm R. Miniaturization and Integration: challenges and breakthroughs in microfluidics.// Lab Chip. 2002. V.2. P.26N-30N.

91. RuanoJ. M., Glidlc A., Cleary A., Walmsley A., Aitchison J., Cooper J.M. Design and fabrication of a silica on silicon integrated optical biochip as a fluorescence microarray platform.//Biosensors and Bioelectronics. 2003. V. 18. P. 175-179.

92. Ymeti A., Kanger J.S., Grève J., Lambeck P.V., Wijn R., Heideman R.G. Integration of microfluidics with a four-channel integrated optical Young interferometer immunosensor.//Applied Optics. 2003. V. 42. P. 5649-5655.

93. Proskurnin M.A., Slyadnev M.N., Tokeshi A/., Kitamori T. Optimization of Thermal Lens Microscopic Measurements in a Microchip.// Anal. Chim. Acta. 2003. V.480. P. 79-95.

94. Tokeshi M., Yamaguchi J., Hattori A., Kitamori T. Micro thermal lens optical systems.// Anal. Chem. 2005. V.77. P. 626-630.

95. Grabtree H.J., Kopp H.U., Manz A. Shah Convolution Fourier Transform Detection. // Anal. Chem. 1999. V. 71. P. 2130-2134.

96. Zhang Y., Lee H.K., Li S.F. Y. Fluorescence detection in short capillary and chip using a variable wavelength epi-fluorescence microscope.// Talanta. 1998. V.45. P.613-618.

97. Jiang G., Attiya S., Ocvirk G„ Lee W.E., Harrison D.J. Red diode laser induced fluorescence detection with a confocal microscope on a microchip for capillary electrophoresis.//Biosensors and Bioelectronics. 2000. V. 14. P. 861-865.

98. Edmund Optics Company, Laser Diode Selection Guide, www.edmundoptics.com.

99. Melles Griot Company, Wavelength Selection at a Glance, www.lasers.me11esgriot.com/aagwavelength.asp.

100. Molecular Probes Company, Handbook of Fluorescent Probes and Research Products, www.probes.com.

101. Malins C., Harvey T.G., Summergill P., Fielden P.R., GoddardN.J. Embossed polymer leaky waveguide devices for spectroscopic analysis.//Analyst. 2001. V. 126. P. 12931298.

102. Herman P., Maliwal B.P., Lin H.J., Lakowicz J.R. Frequency-domain fluorescence microscopy with the LED as a light source.//J. Microscopy. 2001. V. 203. Pt. 2. P. 176-182.

103. Mohr G.J., Klimant /., Spichiger-Keller U., Wolfbeis O.S. Fluoro Reactands and Dual Luminophore Referencing: A Technique to Optically Measure Amines.// Anal. Chem. 2001. V. 73. P. 1053-1062.

104. Hashimoto M., Tsukagoshi K., Nakajima R., Kondo K., Arai A. Microchip Capillary electrophoresis using on-line chemiluminescence detection.// J. Chromatogr. A. 2000. V.867. P. 271-279.

105. Xu Y., Bessoth F.G., Eijkel J.C.T., Manz A. On-line Monitoring of Chromium(III) using a fast micromachined mixer/reactor and chemiluminescence detection.// Analyst. 2000. V.125.P. 677-683.

106. Lit Q., Collins G.E. Microchip Separations of Transition Metal Ions via LED absorbance Detection of their PAR Complexes.// Analyst. 2001. V. 126. P. 429-435.

107. Yang J., Liu Y., Ranch C.B., Stevens R.L., Liu R., Leningk R., Grodzinski P. High Sentivity PCR Assay in Plastic Micro Reactors.// Lab Chip. 2002. V.2. P. 179-187.

108. Tanaka Y., Slyadnev M.N., Hibara A., Tokeshi M., Kitamori T. Non-contact photothermal control of enzyme reactions on a microchip by using a compact diode laser.// J. Chromatogr. A. 2000. V. 894. P. 45-51.

109. Conrad Electronic GmbH, Original Faulhaber-Motoren, Publication No. WX0262, www.conrad.de.

110. Lumileds Lighting Company, Luxeon Star Power Light Source, Publication No. DS23 (Jan 2002), www.luxeon.com.

111. Eastman Kodak Company, Conversion of Light (Photons) to Electronic Charge, Publication No. MTD/PS- 0217 (Rev. 1, May 2001), www.kodnk.com/go/ccd.

112. Eastman Kodak Company, Charge-Coupled Device (CCD) Image Sensors, Publication No. MTD/PS-0218 (Rev. 1, May 200 П. www.kodak.com/go/ccd.

113. Sony Corporation, ICX249AC. Diagonal 8 mm (type 1/2) CCD Image Sensor for CCIR BAV Video Cameras, Publication No. E98729A99, www.sony.co.ip.

114. Sony Corporation, ICX259AC. Diagonal 6 mm (type 1/3) CCD Image Sensor for CCIR BAV Video Cameras, Publication No. E99526A99, www.sonv.co.ip.

115. Eastman Kodak Company, Interline image Sensor: KAI-1003M. Dark Current vs. Temperature, Publication No. DS 02-027 (Rev. 0, Feb 2001), www.kodnk.com/go/ccd.

116. Eastman Kodak Company, CCD Image Sensor Noice Sources, Publication No. MTD/PS-0233 (Rev. 2.1, 2005), www.kodak.com/go/imngers.

117. Gao Al, Rowe D.M Optimization of thermoelectric module geometry for waste heat electrical power generation.//J. of Power Sources. 1991. V.38. P. 31-39.

118. Eurotherm Controls Company, Thermosensors ITS.90. Booklet, Publication No. HA 026535, 1998, www.eurotherm.co.uk

119. Gaigalas A. K, Li L., Henderson O., Vogt R., Barr J., Marti J., Weaver J., Schwartz A. The Development of Fluorescence Intensity Standards// J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 2001. V. 106. No. 2. P. 381-389.

120. Seybold P.G., Gouterman M., Gallis J. Calorimetric, photometric and lifetime determinations of fluorescence yields of fluorescein dyes// Photochem. Photobiol. 1969. V. 9. P. 229-232.

121. Du H., Fuh R.A., Li J., Corkan A., Lindsey J.S. PhotochemCAD: A computer-aided design and research tool in photochemistry//Photochem. Photobiol. 1998. V. 68. P. 141-143.

122. Birge R.R. Kodak Laser Dyes. New York: Kodak, 1987, 250 p.

123. Kubin R.F., Fletcher A.N. Fluorescence quantum yields of some rhodamine dyes//J. Luminescence. 1982. V. 27. P. 455-459.

124. Sony Corporation, CXA 1310AQ. Single Chip Processing for CCD Monochrome Camera, Publication No. E89Z21B1X, www.sony.co.ip.

125. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. СПб.:Химия, 1995, 385 с.

126. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник./под ред. Потехина А.А. и Ефимова А.И. СПб.: Химия, 1994, 432 с.

127. Гришаева Т.Н. Методы люминесцентного анализа. СПб.: НПО «Профессионал», 2003, 225 с.

128. Slyadnev M.N., Inoue Т., Harata A., Ogawa T. A rhodamine and a cyaninc dye on the water surface as studied by laser induced fluorescence microscopy.// Colloids and Surfaces. Л. 2000. V.164. P. 155-162.

129. Герасимов Я.И., Древииг В.П., Еремин E.H., Киселев A.B., Лебедев В.П., Папчепков Г.М., Шлыггт А.И. Курс физической химии./ иод ред. Герасимова Я. И. M.-JI.: Химия, 1964, том 1, 623 с.

130. Hu Н., Chin C.-D., Chen L.-J. Liquid-liquid equilibria for the ternary system water+n-dodecane+2-(2-n-hexyloxyethoxy)ethanol.// Fluid Phase Equilibria. 1999. V. 164. P. 187-194.

131. Arce A., Blanco M., Soto A. Quaternary liquid-liquid equilibria of systems with twopartially misciblc solvent pairs: l-octanol+2-methoxy-2-methyIpropane+water+ethanolat 25 °C.//Fluid Phase Equilibria. 1998. V. 146. P. 161-173.t

132. ZhuX., Shaw P.N., Barrett D.A. Cateholamines derivatized with 4-fluoro-7-nitro-2,l,3-benzoxadiazole: characterization of chemical structure and fluorescence properties.// Anal. Chim. Acta. 2003. V. 478. P. 259-269.

133. Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии./ под ред. Лисичкина Г.В. М.: Химия, 1986, 246 с.

134. Felbel J., Bieber I., Pipper J., Köhler J.M. Investigations on the compatibility of chemically oxidized silicon (SiOx)-surfaces for applications towards chip-based polymerase chain reaction.// Chemical Engineering Journal. 2004. V.101. P. 333-338.

135. Розен В.Б. Основы эндокринологии. M.: Изд-во МГУ, 1994. 384 с.

136. Chen D.-C., Zhan D.-Z., Cheng С.-IV., Liu А.-С, Chen C.-H. Determination of urine catecholamines by capillary electrophoresis with dual-electrode amperometric detection.// J. Chromatogr. B. 2001. V. 750. P. 33-39.

137. Volin P. Determination of free urinary catecholamines by high-performance liquid chromatography with electrochemical detection.// J. Chromatogr. B. 1994. V. 655. P. 121-126.

138. Карцова Л.А., Сидорова A.A., Казаков В.А., Бессонова Е.А., Яшин А.Я. Определение катехоламинов методами капиллярного электрофореза и обращено-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии.// ЖАХ. 2004. Т. 59. Ла 8. С. 826-831.

139. Y. Ohkura, А f. Kai, Н. Nohta. Fluorigenic reactions for biomedical chromatography.// J.Chromatogr. B. 1994. V. 659. P. 85-107.

140. Peterson Z.D., Collins D.C., Bower bank C.R., Lee M.L., Graves S.JV. Determination of catecholamines and mctanephrines in urine by capillary electrophoresis—electro spray ionization-time-of-flight mass spectrometry.// J. Chrom. В. 2002. V. 776. P.221.

141. Bovingdon М.Е., Webster R.A. Derivatization reactions for neurotransmitters and their automation. //J.Chromatogr. B. 1994. V. 659. P. 157-183.

142. ВЭЖХ в биохимии./под ред. Хеншена А., Хупе К., Вельтера Ф. М.: Мир, 1988, 687 с.

143. Bardelmeijer Н.Л., Langeman Н., De Ruiter С., Unserberg IV.J. Derivatization in capillary electrophoresis.// J. Chromatogr. A. 1998. V.807. P. 3-26.

144. Morikawa A., Hamase K., Zaitsu K. Determination of D-alanine in the rat central nervous system and periphery using colomn-switching high performance liquid chromatography.//Anal. Biochem. 2003. V.312. P.66-72.

145. Гауппишн 3., Грефе IO., РелюнеХ. Органическая химия. М.: Химия, 1979, 831 с.

146. Досон Р., Элиот Д., Элиот У., Джонс К. Справочник биохимика, перевод с англ. B.JI. Друцы и О.Н. Королевой. М.: Мир, 1991, 539 с.