Strong and small: strong cation-exchange solid-phase extractions using porous polymer monoliths on a digital microfluidic platform.

ION exchange (Chemistry); SOLID phase extraction; POROUS polymers; MICROFLUIDICS; ELECTRODYNAMICS; PH effect

We present the first method for digital microfluidics-based strong cation-exchange solid-phase extractions. Digital microfluidics is a microscale fluid handling technique in which liquid droplets are actuated over an array of electrodes by electrodynamic forces. Strong cation exchange has gained considerable importance in the field of proteomics as a separation mode for protein and peptide extractions. The marriage of these two techniques is achieved by incorporating sulphonate-functionalised porous polymer monolith discs onto digital microfluidic chips. By manipulating sample and solvent droplets onto and off of these porous polymer monoliths, proteins and peptides are extracted by controlling solution pH and ionic strength. This novel microscale extraction method has efficiency comparable to commercially available strong cation-exchange ZipTips and is highly effective for sample cleanup. We anticipate that this digital microfluidic strong cation-exchange extraction technique will prove useful for microscale proteomic analyses and other applications requiring separation of cationic compounds. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Nous présentons ici la toute première méthode d'extraction sur phase solide à échange cationique fort basée sur la microfluidique digitale. La microfluidique digitale est une technique de la manipulation des volumes de fluides micro-échelles, dans laquelle des gouttelettes liquides sont déplacées sur une matrice d'électrodes par des forces électrodynamiques. Le phénomène d'échange cationique fort, utilisé comme mode de séparation dans l'extraction des protéines et des peptides, a pris une importance considérable dans le domaine de la protéomique. La combinaison de ces deux techniques (extraction sur phase solide et microfluidique digitale) est atteinte par l'intégration des disques de monolithes polymériques poreux possédant des groupements fonctionnels sulfonate sur les puces microfluidiques. En manipulant des gouttelettes d'échantillon et de solvant sur et hors de ces monolithes polymériques poreux, des protéines et des peptides sont extraits en contrôlant le pH et la force ionique de la solution. Cette méthode novatrice de microextraction, aussi efficace que la technique commercialisée à échange cationique fort ZipTips, est très efficace pour nettoyer les échantillons. Nous prévoyons que cette technique d'extraction basée sur l'échange cationique fort et utilisant la microfluidique digitale s'avèrera utile pour les analyses protéomiques micro-échelles et pour d'autres applications nécessitant la séparation de composés cationiques. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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