写字机器人绘制纸基微流控芯片便携检测Ca2+

纸基微流控芯片是一种纸质基底芯片,具有性能优良、价格低廉的优势,然而其制备技术多依赖专业昂贵的设备,限制了纸基微流控芯片的发展。该文采用成本低廉的家用写字机器人,将具有敏感特性的智能水凝胶绘制在纸质基底材料上,得到具有水凝胶阀门的纸基微流控芯片。以Ca2+为模型靶标,该纸基微流控芯片能实现不同浓度（0.1 ~ 50 mmol/L）Ca2+溶液的裸眼定量检测,并具有很好的易用性和重现性。同时采用ILX506 CCD传感器制作纸基微流控芯片的数字显示设备,以实现芯片测量结果的自动读取功能。该方法能快速便捷、低成本地制备多条纸基微流控芯片,为其普适化制备提供了新的研究思路,在发展中地区具有良好的推广前景。     

多离子可视化检测的纸基微流控芯片的构建及应用

本文基于纸基微流控技术,构建了一种基于Pb²⁺、Cr⁶⁺、Fe³⁺以及NO₂^-多离子可视化检测的纸基微流控芯片,其具有可携带以及即时检测等优点,在水体离子污染检测方面具有潜在的应用价值。该纸芯片利用流体的亲疏水性质构建了具有样品收集区、检测区的微平台,通过四种离子的不同显色反应可以实现对多离子的可视化检测,并且通过软件进行RGB色度分析,在0到20 ppm浓度范围内构建了色彩强度值RGB与NO₂^-浓度变化的定量检测分析标准曲线,根据该曲线计算出检出限为0.405 ppm,同时该纸芯片也可以完成对其他三种离子即时定性的检测。     

纸芯片微流控技术的发展及应用

纸芯片微流控技术是一种新型微流控技术。相比于以玻璃、石英、高聚物等为基底的传统微流控芯片,纸芯片具有成本低、易操作、可携带、耗样量小等优点。该文介绍了纸芯片的发展及常用的制作方法,并举例说明了光度法、荧光法、化学发光及电化学发光法和电化学法在纸芯片检测中的应用;归纳了纸芯片技术在临床诊断、环境监控以及食品安全分析等方面的应用;最后对纸芯片微流控的应用前景进行了展望。     

基于无掩膜光刻法的纸基微流控芯片制备与验证研究

为了开发新的纸芯片制备技术制作高精度的纸基微流控芯片,该文提出了一种基于无掩膜光刻技术的新制备方法。以疏水图案的表面接触角和液体在微流控通道内的流动情况为评价标准,研究了曝光、显影等关键工艺对疏水区域疏水强度以及液体流动情况的影响。研究结果表明,仅需2 s曝光时间制备的纸芯片疏水区域的接触角可达100.56°,亲疏水区域具有明显的区分,最小可实现的亲水通道和疏水屏障分别为(68±5)μm和(104±9)μm。将纸基芯片用于亚硝酸盐的检测,溶液浓度与显色区颜色强度之间呈良好的相关性,线性方程为Y=3.450X+34.83,r²=0.977 0。无掩模光刻法制备纸芯片无需制作掩膜版,减少了芯片制作的成本和时间,工艺简便,芯片精度高,为纸芯片制备和应用提供了有效手段。     

惯性效应在微流控芯片中的应用

作为一种操控粒子或流体的新技术,基于流体惯性的操控技术已被应用于微流控芯片中粒子的输运、分选、聚焦及试样的混合和反应等操作,而在微尺度惯性效应基础上的惯性微流控芯片由于具有高通量、无需外场介入、低成本、易集成及微型化等众多优点,可用于解决医疗诊断、生化分析、合成化学及环境监测等领域的检测分析和微量操控问题,因此对该技术的机理及应用研究已成为目前微流控技术领域一个重要的研究热点。本文在介绍惯性微流控芯片机理及其研究进展的同时,从惯性聚焦、惯性分选及基于Dean流的微混合器和微流控光学器件等几个方面对惯性微流控芯片的最新应用研究进展进行了较为详细的介绍和分析比较。在此基础上,分析了惯性微流控芯片的局限和未来需要解决的问题。     

基于石蜡庚烷溶液的低成本纸基微流控分析装置的制备及其应用

介绍了一种新型的使用石蜡庚烷溶液制备纸基微流控分析装置的工艺,操作更加简单迅速,成本更加低廉。使用混合样品溶液进行测试,证明该装置可以完成对蛋白质、葡萄糖和pH值的同时检测,并可以用于定量分析。纸基微流控分析装置对样品检测的精度范围分别为:牛血清蛋白2.0×10-5~1.00×10-4mol/L,葡萄糖0.02~0.1 mol/L。并对加热处理过程中微流控通道壁的扩散现象进行了初步研究,发现加热前后通道壁厚度的变化呈线性规律。     

基于功能核酸的纸基微流控芯片测定重金属离子的研究进展

综述了近年来用于检测重金属离子(铅离子、镉离子、汞离子和银离子)的基于功能核酸的纸基微流控芯片的研究进展,包括其类型及检测原理等,并对其发展前景进行了展望(引用文献53篇)。     

微流控纸芯片在环境分析检测中的应用

近年来,微流控纸芯片由于低成本、便携化、检测快等优点,在需要快速检测的环境分析领域中展现出了巨大的应用前景。该综述从微流控纸芯片在环境分析中的应用角度,总结归纳了微流控纸芯片在环境分析中的最新研究进展,并展望了其在未来的发展趋势与挑战。论文内容引用150余篇源于科学引文索引(SCI)与中文核心期刊中的相关论文。该综述包括微流控纸芯片在环境检测中的优势与制造方法介绍;电化学法、荧光法、比色法、表面增强拉曼法、集成传感法等基于纸芯片的先进分析方法介绍;根据环境分析目标物种类,如重金属离子、营养盐、农药、微生物、抗生素以及其他污染物等,对纸芯片的最新应用现状进行了举例评述;基于微流控纸芯片的环境分析研究的未来发展趋势和前景展望。通过综述近期相关研究,表明微流控纸芯片从提出至今虽然只有十几年的发展历程,但其在环境分析研究中的发展却十分迅速。微流控纸芯片可以根据不同的环境条件和检测要求灵活选择制作与分析方法,实现最佳的检测效果。但是微流控纸芯片也面临一些挑战,如纸张机械强度不足、流体控制程度不佳等问题。这些问题指出了微流控纸芯片在环境检测领域的发展趋势,相信随着不断深入的研究,纸芯片将会在未来的环境分析中发挥更大作用。     

微流控技术在纳米合成中的应用

微流控技术具有微型化、集成化的特点,且所合成产物形貌和单分散性好,已经越来越多的被应用于纳米材料的合成中。 本文对微流体技术在纳米材料合成中的应用做了系统的阐述。 对微流控芯片中流体流动、混合机理进行了介绍,并详细介绍了微流控芯片的制作工艺,展望了微流体技术在合成纳米材料中应用前景。     

3D打印微流控芯片技术研究进展

近年来,微流控技术在生命科学和医学诊断等领域得到广泛的应用,显示出了其在检测速度、精度以及试剂损耗等方面相比传统方法的显著优势.然而,使用从半导体加工技术继承而来的微加工技术制作微流控芯片具有比较高的资金和技术门槛,在一定程度上阻碍了微流控技术的推广和应用.近年来随着3D打印技术的兴起,越来越多的研究者尝试使用3D打印技术加工微流控芯片.相比于传统的微加工技术,3D打印微流控芯片技术显示出了其设计加工快速、材料适应性广、成本低廉等优势.本文针对近年来国内外在3D打印微流控芯片领域的最新进展进行了综述,着重介绍了采用微立体光刻、熔融沉积成型以及喷墨打印等3D打印技术加工制作微流控芯片的方法,以及这些微流控芯片在分析化学、生命科学、医学诊断等领域的应用,并对3D打印微流控芯片技术未来的发展进行了展望.     

微流控芯片在食品安全分析中的应用进展

微流控芯片技术可以实现从样品处理到检测的微型化、自动化、集成化及便携化,因而在食品安全检测方面展现出强大的发展活力。目前微流控芯片技术在农药残留、兽药残留、重金属、食品添加剂等食品安全检测方面已取得了一系列重要进展。该文着重介绍了微流控芯片技术在食品安全分析中的研究进展,并展望了其在食品安全分析中的应用前景。     

3D纸基微流控分析器件测定药物中抗坏血酸的研究

本文报道一种新型3D纸基微流控分析器件测定药物中抗坏血酸。采用不同的方法固定试剂于器件显色滤纸,有效地避免了试剂间的影响。以手动折叠,实现了各步反应时间的控制。在优化的实验条件下,测定体系的灰度值(Gray)与抗坏血酸浓度在7~550μmol/L范围内呈线性关系,检出限为6.1μmol/L。该纸基微流控分析器件制备简单,携带方便,成本低廉,可用于药物中抗坏血酸的测定,同时适用于药物及其它样品中抗坏血酸的现场实时测定。     

微流控芯片技术在生命科学研究中的应用

微流控芯片最初起源于分析化学领域,是一种采用精细加工技术,在数平方厘米的基片,制作出微通道网络结构及其它功能单元,以实现集微量样品制备、进样、反应、分离及检测于一体的快速、高效、低耗的微型分析实验装置.随着微电子及微机械制作技术的不断进步,近年来微流控芯片技术发展迅猛,并开始在化学、生命科学及医学器件等领域发挥重要作用.本文首先简单介绍了微流控芯片制作材料和工艺,然后主要阐述了其在蛋白质分离、免疫分析、DNA分析和测序、细胞培养及检测等方面的应用进展.     

盖印法加工纸基微流控芯片及其应用

建立了一种盖印法加工纸基微流控芯片的方法。滤纸经烷基烯酮二聚体(AKD)的正己烷溶液浸泡,以三乙醇胺溶液为阻断试剂,用绘图软件设计芯片图案并制作光敏印章,用带有芯片图案的印章将阻断试剂盖印在滤纸表面。滤纸在105 ℃烘箱中加热10 min后,非盖印区域呈疏水性,盖印区域呈亲水性,从而形成液体流动通道。考察了疏水试剂浓度、阻断试剂的选择及配比、盖印分辨率等因素对纸芯片性能的影响。制得的纸芯片用于亚硝酸钠溶液的比色分析,获得良好的线性关系。该方法具有成本低廉、操作简便快速等特点,在制备廉价易普及的纸芯片方面有一定应用前景。     

纳流控芯片的微加工技术及其应用*

纳流控学和纳流控芯片应用于化学和生化分析的研究近年来取得了长足的发展。纳流控的基础和应用研究以纳流控芯片的研制为基础,而纳流控新品的制备需依靠微纳加工技术。本文着重介绍目前已经建立的纳流控芯片加工技术,包括掩膜加工法、牺牲层技术、模具加工法、化学-机械抛光法、机械拉伸技术以及其他的加工技术。此外,还简单介绍了纳流控芯片在试样预处理以及生化分析中的应用。     

基于微流体脉冲驱动控制技术的电化学微流控芯片制备方法

基于微流体脉冲驱动控制技术搭建了电化学微流控芯片的制备系统.首先将纳米银墨水和甘油溶液分别微喷射到玻璃基底表面形成微电极图形和微流道液体阳模图形;然后分别进行烧结和聚二甲基硅氧烷(PDMS)模塑工艺制得微电极和微流道;最后将微电极和微流道键合形成电化学微流控芯片.研究了系统参量对液滴产生的影响以及液滴直径和重叠率对液滴成线的影响,制得的微电极最小线宽为45 μm、厚度为2.2 μm、电阻率为5.2 μΩ·cm,制得的微流道最小线宽为35 μm,流道表面光滑.采用制得的电化学微流控芯片进行了葡萄糖浓度的电化学流动检测.结果表明,葡萄糖溶液的浓度与响应电流具有较高的线性关系,可对一定浓度范围内的葡萄糖溶液进行定量检测.基于微流体脉冲驱动控制技术的电化学微流控芯片制备方法具有微喷射精度高、重复性好,制备系统结构简单、成本低廉等优点,可用于生化分析、生物传感器等领域的芯片制备.     

芯片液相色谱技术进展

微型化是现代分析仪器发展的重要趋势。微型化液相色谱仪器在提供与常规尺度液相色谱相同甚至更高分离效率的同时,可以有效减少溶剂和样品的消耗;在液相色谱-质谱联用中,低流速进样可以有效提高质谱离子源的离子化效率,提高质谱检测效率;对于极微量样品的分离,微型化的液相色谱可以有效减少样品稀释;液相色谱的微型化还有利于液相色谱仪器整体的模块化和集成化设计。芯片液相色谱是在微流控芯片上制备色谱柱并集成相应的流体控制系统和检测系统。芯片液相色谱是色谱仪器微型化的一种重要方式,受到学术界和产业界的普遍关注,但是这一方式也充满挑战。液相色谱微流控芯片需要在芯片基底材料、芯片色谱柱的结构设计、微流体控制技术、检测器技术等方面做出创新,使微流控芯片系统适配液相色谱分离技术的需要。目前芯片液相色谱领域面临的主要问题在于芯片基底材料的性质难以满足芯片液相色谱进一步微型化和集成化的需求;因此芯片液相色谱在未来的发展中需要着重关注新型微流控芯片基底材料的开发以及微流控芯片通道结构的统一设计。该文着重介绍了芯片液相色谱技术近年来的研究进展,并简要展示了商品化芯片色谱当前的发展情况。     

Pittcon 2005国际分析会议(Ⅱ)

微流体学组的报告有：（1） D J Harrison, 生物分析中微流体学的作用;（2） M A Burns, 与健康有关的微流体分析器件;（3） A Manz, 以微流体学为基础的化学分离与反应;（4） M W Li, 固定化反应器与以微芯片为基础的流动分析系统的整合;（5） Z D Sandlin, 微流体芯片与微渗析的结合、以便应用毛细管电泳技术活体监测伯胺类神经传递物质;（6） A K Price, 检测从血红细胞中因变形而诱发的三磷酸腺甙用的、以微芯片为基础的血流受阻血管模拟物;（7） U J Krull, 研发定量分析电动力学生物芯片用的脱氧核糖核酸探针的界面选择性的设计;（8） L Zhu, 应用双色时间分辨近红外荧光技术、从聚甲基丙烯酸甲酯微型器件进行脱氧核糖核酸的多通道测序;（9） R M COnnatser,整合式微流体分离与表面增强拉曼技术检测用的金属-聚合物纳米复合材料;（10） H Shadpour, 在以聚甲基丙烯酸甲酯为基材的一次性微型器件中经十二烷基硫酸钠改性、染料标记蛋白质的高效、多维电泳的新方法;（11） A T Timperman,处理蛋白组试样用的微流体系统;（12） J Pill, 研究离子通道取决于浓度的效应用的微流体梯度发生装置;（13） C S Lee, 以多维微流体学为基础的蛋白组轮廓综合剖析;（14） D T Chiu, 亚细胞结构的化学分析;（15） M Yang, 以细胞为基础的分析所用的微流体结构——附有浓度梯度和细胞固定功能;（16） L E Locascio,在微流体系统中类脂体组的受控自集成;（17） M T Witek, 应用微流体学的基因组分析——满足临床应用的高产率的需要;（18） H Fang, 在微型加工的玻璃器件中供蛋白质等电荷聚焦用的成像系统;（19） S M Lunte, 监测生化过程用的微渗析取样和微型芯片电泳的联用技术;（20） S C Jacobson, 化学分析用的微型加工器件;（21） M Tokeshi,由微流体器件、检测器件和控制系统组成的微型分析系统;（22） C Culbertson, 涂饰微流体器件的新颖材料;（23） J P Ferrance, 自动运作用的整合微型芯片界面技术的研发;（24） R D Sinville, 应用聚合物微流体器件快速微型电泳检测低丰度外表色斑点的突变;（25） T T Razunguzwa, 一种新颖微流体芯片-电喷雾质谱接口;（26） R T Kelly, 分析蛋白质用的微型化电场梯度聚焦技术的研发;（27） H V Fuentes,应用电化学微型泵向微芯片液相色谱技术迈进;（28） M K Hulvey, 一种以微芯片为基础的血脑势垒模拟物——应用于监测内皮细胞衍生的氧化氮;（29） K M Adams, 微型芯片上的化学——脂肪胺（链胺）的荧光衍生;（30） G Geme,监测饮用水中三卤甲烷和卤乙酸二者各自总量用的一种微型化流动注射分析装置;（31） J Chen, 聚碳酸酯微芯片上的电驱动的：同步化聚合酶链式反应;（32） Z Chen, 芯片级大小的流动分析用的电动力学微型泵;（33） H Nakajima,在微型通道内蛋白质的在线光学固定;（34） J M Iannacone,混成式纳级/微流体学多层、多组分器件的自动电学控制.     

微流控SERS芯片的设计制备及其在细菌检测中的应用

微流控芯片分析平台与表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)光谱分析方法结合,充分利用了SERS法所具备的样品前处理简便、检测无损、成分辨识度高以及适宜水环境检测等优点,在生化分析检测领域备受关注。微流控SERS芯片设计及芯片上SERS增强基质的制备是构建微流控SERS芯片分析方法和系统的关键,也是提高检测灵敏度和可重复性的核心问题。该文在介绍微流控SERS芯片的基本构型和功能的基础上,重点综述了微流控SERS芯片上SERS基质的制备方法及其测试效果。基于微电子机械系统(Micro-Electro-mechanical-System,MEMS)加工技术制备的SERS基质,具有纳米粒径有序可控、便于集成制备但增强基质材料种类有限的特点;基于化学沉积和自组装等理化方法制备的SERS基质具有基质种类易拓展、成本低、与微流控通道结合方法灵活等特点。在这些基础上构建的微流控SERS芯片及其分析测试方法和系统,在细菌等许多生化检测领域显示出强大的发展潜力。     

微流控纸芯片的加工技术及其应用

微流控纸芯片是一种新兴的微流控分析技术平台,具有成本低、加工简易、使用和携带方便等优点,在临床诊断、食品质量控制和环境监测等应用领域具有很大的应用前景,近年来,引起广大科学工作者极大的兴趣。本文着重介绍目前文献相继报道的各种纸芯片加工技术,包括紫外光刻、蜡印、等离子体处理、喷墨打印、喷墨溶剂刻蚀、绘图、柔印和激光光刻等技术。此外,还介绍了微流控纸芯片分析中的检测方法及其应用。