一种用于多巴胺实时检测的集成微电极的微流控芯片

设计并制作了一种用于多巴胺实时检测的集成微电极的微流控芯片。芯片由一片聚二甲基硅氧烷( PDMS)沟道片和一片玻璃电极片组成,在PDMS沟道片上集成了用作细胞培养室的主通道和用于培养基输送的两条侧通道,在玻璃电极片上集成了用于多巴胺实时检测的微电极。为了解决PDMS沟道片与硅模具之间的脱模困难问题,研究了一种新的脱模方法。建立了一种Au-Au-Au三电极体系,表现出了良好的电化学检测性能。以溶解在神经干细胞培养基中的多巴胺为测试样品,对芯片的性能进行了初步研究。多巴胺的检出限为3.92μmol/L,线性检测范围为10~500μmol/L,片间的检测重复精度小于4%。     

用于细胞三维培养的集成微柱阵列的微流控芯片设计与验证

设计并验证了一种用于细胞三维培养的集成微柱阵列的微流控芯片.芯片由一片聚二甲基硅氧烷(PDMS)沟道片和一片玻璃盖片组成, 在PDMS沟道片上集成了一个由两排微柱阵列围成的细胞培养室和两条用于输送培养基的侧沟道.微柱间距直接影响了芯片的使用性能, 是整个芯片设计的关键.基于数值模拟和实验验证, 本研究对微柱间距进行了优化设计.优化后的微流控芯片可以很好地实现细胞与细胞外基质模拟材料混合液的稳定注入、培养基中营养物质向培养室内的快速扩散和细胞代谢物的及时排出.在芯片上进行了神经干细胞的三维培养, 证明了芯片上构建的细胞体外微环境的稳定性.     

基于ARM9的便携式电容耦合非接触电导检测器

研制了一种应用于微流控芯片的便携式电容耦合非接触电导检测器。此检测器在ARM9嵌入式平台上开发,所有功能由ARM9微处理器控制完成。检测器的硬件部分主要包括信号激励、信号调理、信号采集处理及显示单元;软件部分主要包括操作系统、驱动程序和应用程序。检测器的激励信号频率范围为0～2 MHz;电压范围为0～20 Vpp(峰峰值);检测器的外形尺寸为130 mm×102 mm×35 mm。利用此检测器测试了一种三层结构微流控芯片的检测灵敏度。该芯片由聚甲基丙烯酸甲酯电极片(包含铜检测电极)、厚度为16μm的聚二甲基硅氧烷(PDMS)绝缘层和PDMS沟道片(包含微沟道)组成。溶液在蠕动泵的驱动下,从芯片的尖端进入微沟道,并在电极处得到检测。本研究对检测器的激励频率和电压进行了优化。在优化的激励频率(50 kHz)和电压(20 Vpp)下,得到的KCl检出限为9.1μmol/L。     

基于微流控纸芯片-显色法快速测定全血中尿酸的含量

提出了基于微流控纸芯片-显色法快速测定全血中尿酸含量的方法。使用喷蜡打印机将设计的微通道网格打印在色谱纸上,经过加热处理得到微流控纸芯片。在微流控纸芯片I区(样品预处理区)滴加3.2μL 0.10 g·mL^-1乙二胺四乙酸(EDTA)溶液和4.8μL 0.015 g·mL^-1壳聚糖溶液,干燥,得到微流控纸芯片检测平台。全血样品与磷酸盐缓冲液(pH 7.4)按体积比1∶4混合,分取混合溶液13μL滴加至I区,红细胞与血浆在壳聚糖和EDTA的凝集作用下发生分离,血浆流动至II区(显色区);待血浆完全铺满II区后,滴加3μL三氯化铁和邻二氮菲的混合溶液,静置反应2 min,用手机拍照,采用Photoshop CS2软件分析显色区的颜色强度,得到RGB值(红、绿、蓝三色叠加值),根据标准曲线计算尿酸含量。结果表明：全血中葡萄糖等常见还原性物质均不影响尿酸含量的测定;尿酸浓度在0.05～0.85 mmol·L^-1内与RGB值呈线性关系,检出限(3.3s/k)为0.03 mmol·L^-1。方法用于实际全血样品分...     

多功能芯片对合成样本中肝癌细胞HepG2的测试研究

设计并制作了一种集多孔流分离(Multi-orifice flow fractionation,MOFF)技术与磁捕获技术于一体的用于特异性分离和捕获合成样本中肝癌细胞HepG2的多功能微流控细胞芯片.此芯片由玻璃基片和PDMS微通道盖片组成,PDMS盖片上含有3条进样通道、MOFF分离区和六边形腔体的细胞富集检测区.其中,MOFF分离区总长20 mm,由80组长度为0.18 mm、深度为50μm、收缩区域宽度为0.06 mm、扩张区域宽度为0.20 mm的半菱形收缩/扩张重复单元组成,每组收缩/扩张重复单元间的夹角为103.0°.实验以肝癌细胞HepG2-血细胞混悬液为样本;根据磁珠表面修饰c-Met抗体能与肝癌细胞HepG2特异性结合的原理,通过表面羧基化的磁珠、EDC(1 mg/mL)、NHS(1 mg/mL)和c-Met抗体制备了浓度为50μg/mL的免疫磁珠(Anti-MNCs)悬浮液.在样本流速为50μL/min条件下,利用外加磁场实现了血细胞合成样本中微量肝癌细胞HepG2的有效捕获;采用微波加热法以柠檬酸、硫脲为原料制备了用于荧光标记HepG2的碳量子点,在芯片上实现了血液中肝癌细胞HepG2的原位荧光可视化观测.对芯片检测区捕获到的HepG2进行了显微计数分析,对500μL血细胞(107 cell/mL)中含10个HepG2细胞的合成样本,捕获效率达到88.5%±6.7%(n=20).结果表明,所设计的多模式多功能的微流控芯片具有良好的肿瘤细胞分离和检测功能.     

激光诱导荧光微流控芯片分析仪的研制

研制了一种基于激光诱导荧光检测方法的微流控芯片分析仪。该分析仪使用玻璃基质聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片,可一次性进行12通道的电泳分离实验。仪器采用共聚焦式光路结构,并可通过检测由微流控芯片反射的激光信息,控制步进电机实现芯片的自动精确定位。实验结束自动保存数据,绘制分离图谱。。对9种不同长度的50 bp DNA Ladder片段进行电泳分离及数据分析,耗时在5 min内,且分离效果良好。     

微流控芯片测定盐酸金刚烷胺片中的盐酸金刚烷胺

建立了微流控芯片非接触电导检测片剂中盐酸金刚烷胺的分析方法.对缓冲液和添加剂的种类及浓度、分离电压、进样时间等进行了优化.实验采用1 mmol/L HAc+2 mmol/L NaAc(pH 4.5)+0.1 mmol/LSDS的缓冲体系,于2.00kV的分离电压下进样10 s,在1 min内实现了盐酸金刚烷胺的快速检测...     

一种基于微流控芯片的生物样品循环给样富集方法

提出了一种基于微流控芯片的生物样品循环给样方法,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)软光刻工艺制作了包括环形蠕动微泵和电磁微阀的微流控芯片,通过与免疫探针芯片的集成,实现了对探针芯片的循环给样及在其上的免疫样品富集。采用不同浓度的羊抗兔IgG(FITC标记)样品与兔IgG探针免疫结合3 min,得到循环流动比静态吸附的荧光光强值更高,可使检出限降低。对于50 mg/L羊抗兔IgG样品,流速从130μL/min增至300μL/min时,免疫结合的速度明显加快,可使同一时刻的检出限降低;而样品浓度提高到200 mg/L时,增大流速对免疫反应的促进效果弱于低浓度时的变化。在样品浓度50 mg/L和循环流速300μL/min的条件下,循环给样方式仅需7μL样品溶液就得到了与持续进样约1.8 mL样品溶液基本一致的结果。     

微泵驱动的微流控芯片流动注射气体扩散分离系统的研究(英文)

本文提出一种毛细-蒸发作用力微泵作为液流驱动力的微流控芯片流动注射气体扩散分离检测系统,该系统可以连续、选择性地检测溶液中的NH+4。微流控芯片为六层结构,包含五层聚二甲基硅氧烷(PDMS)及一层玻璃。采用PDMS加工透气膜,并与其它PDMS层和玻璃层通过等离子体处理后封接。液芯波导管用作检测流通池,以提高检测光程。通过检测溶液中NH+4验证了微流控流动注射系统的性能。系统的检出限(3σ)为40μmol·L-1,分析通量可达60h-1,试样消耗仅100nL。     

微流控芯片测定盐酸地芬尼多片中盐酸地芬尼多

利用微流控芯片非接触电导检测法测定片剂中盐酸地芬尼多的含量.采用1 mmol/L HAc+2 mmol/L NaAc(pH 4.5)为缓冲溶液,0.2 mmol/L 十二烷基硫酸钠(SDS)为添加剂,在分离电压为2.20 kV,进样时间为10 s下,1 min内实现组分快速分离和检测.盐酸地芬尼多线性范围为5～160 ...     

化学生物学中光敏分子微阵列的表面构建与应用

分子微阵列是有机合成（特别是组合化学合成）方法应用于生物和医学研究而发展起来的高科技集成技术,通过把微电子、微加工技术和有机化学合成反应相结合,在固体基质（如硅片、玻片、瓷片等）表面构建微型的生物有机化学分子系统,以实现对细胞、蛋白质、核酸及其他生物组分进行快速、敏感、高效地处理．近年来,随着表面化学构建策略研究的不断深入和迅猛发展,分子微阵列技术的应用领域不断拓展,已从最初用于核酸分子的杂交测序延伸到基因组功能研究的各个方面．本文着重综述了光敏分子微阵列的表面化学构建策略研究及其在化学生物学分析中应用的最新进展,并展望了其发展的未来趋势．内容主要包括：小分子与多肽分子微阵列、蛋白质分子微阵列、核酸分子微阵列和糖分子微阵列等．     

注塑型聚甲基丙烯酸甲酯多通道微流控芯片的研制及其性能考察

微流控芯片技术因具有微量、快速、高效和高通量等特点,已成为分析化学领域中的研究热点之一．在微流控芯片中,最常见的可用作芯片的材料为玻璃、石英和各种塑料．玻璃和石英有很好的电渗性和光学性质,可采用标准的刻蚀工艺加工和用化学方法进行表面改性,但加工成本较高,封接难度较大．     

芯片毛细管电泳-安培检测系统

由于安培检测具有的高灵敏度、低成本、低能耗、易集成化便携化、与微加工技术匹配等特点,芯片毛细管电泳-安培检测系统（μCE-AD）的研究近年来得到人们广泛的关注。本文结合本课题组的研究工作,对近年来μCE-AD的研究进展进行评述;重点讨论了近年来在芯片的设计、集成化电极的制备、消除分离电压的干扰等方面的进展;同时介绍了利用分离电场拓展检测范围、阵列电极和阵列通道、化学修饰电极的应用、新型进样技术和试样预处理等方面的新成就;最后展望了未来μCE-AD的发展趋势。     

基于微流控芯片的微阵列分析

微阵列芯片具有高通量、微量化和自动化等特点,已经在很多领域得到广泛应用。但是微阵列芯片仍然具有不足之处,如所需设备昂贵、分析时间较长、灵敏度不高、多样品平行分析能力不足等。微流控芯片微米级的通道具有相对较大的比表面积和较短的扩散距离,能够显著加快分析速度、提高检测效率、增强分析性能,并且能够加工大量的平行通道用于多样品分析。目前已经有大量文献报道将微流控芯片和微阵列芯片相结合,发展了独特的杂交方式并在实验和理论上分别证明了两者相结合的优势,本文综述了将微流控芯片技术应用于微阵列分析的研究进展,着重介绍了在微流控芯片上进行微阵列分析时的杂交方式、促进杂交的措施以及杂交过程的数学建模,同时也介绍了其他分析步骤方面的进展。最后分析了目前微流控芯片技术在进行微阵列杂交应用方面的不足及其原因,并指出这两项技术相结合的优势和未来。     

通用型激光诱导荧光微流控芯片分析仪的研制与性能考察

设计和研制了一种通用型激光诱导荧光微流控芯片分析仪.检测部分按共聚焦检测原理设计,采用CCD(电荷耦合器件)监测通道,三维自动调节聚焦,发射波长滤光片可方便地更换以适应多种染料选择,能分别显示进样和分离通道2条电流-时间曲线.考察了该分析仪的检测灵敏度、检测极限和线性范围,显示了分析灵敏度高,检测限低和线性范围宽等特点,在自制注塑型PMMA塑料芯片上实现了φX174Haedi-gesT_dNA片段的分离测定和烟叶act基因PCR产物的分析     

Microfluidic sequential injection analysis system based on polydimethylsiloxane (PDMS) chip with integrated pneumatic-actuated valves

A sequential injection analysis (SIA) system based on polydimethylsiloxane (PDMS) chip with integrated pneumatic-actuated valves was developed. A novel SIA operation mode using multiphase laminar flow effect and pneumatic microvalve control was proposed. The sample and reagent solutions were synchronously loaded and injected in the chip-based sample injection module instead of multi-step sequential injection by a multiposition valve and a reciprocating pump as in conventional SIA system. The sample and reagent injection volumes were reduced to ca. 1.1 nL. The present system has the advantages of simple structure, fast and convenient operation, low sample and reagent consumption, and high degree of integration and automation. The system operation conditions were optimized using fluorescein as model sample. Its feasibility in biological analysis was preliminarily demonstrated in enzyme inhibition assay.     

基于微流控驱动和控制技术的临床生化分析系统研究进展

微流控技术具有微量、高效、高通量、微型化、集成化、自动化的特点，为实现现场化、低成本的临床生化分析提供了一条可行的技术途径。针对于目前临床生化分析中复杂流体操控的难点，该文依据系统中采用驱动和控制方式的不同，对各种基于微流控技术的临床生化分析系统进行了分类介绍，同时也介绍了市场上商品化的微流控生化分析仪器，并对其各自特点进行了综合评述。     

Direct determination of valproate in serum by zone electrophoresis–isotachophoresis on a column‐coupling chip

A feasibility study was performed using zone electrophoresis (ZE) coupled on‐line with isotachophoresis (ITP) sample pretreatment on a poly(methyl methacrylate) column‐coupling chip with integrated conductivity detection for direct determination of drugs in serum. Valproic acid (an antiepileptic drug), having a therapeutic range of 0.35–0.69 mmol/L (50–100 mg/L), was a test analyte while reference serum samples served as proteinaceous matrices. ITP provided in the ITP‐ZE combination a multitask sample pretreatment: (1) separation of the analyte from the serum matrix and its concentration into a narrow ITP band, (2) removal of the matrix constituents migrating in the ITP stack from the separation compartment of the chip, (3) ITP stacking of the drug released on a continuous electrophoretic decomposition of the drug‐protein complex. A high sample loadability, closely linked with the use of ITP in the first separation stage, made it possible to inject diluted serum samples with the aid of a 0.95 μL sample channel of the chip. Consequently, a 1–2 μmol/L concentration limit of quantitation for valproate from the response of the conductivity detector in the ZE stage of the combination was reached. The drug could be reliably determined in less than 10 minutes also in instances when its concentration in serum was below the lower value of the therapeutic range. 90–94% recoveries of valproate from serum samples were obtained in its direct ITP‐ZE determination when the filtration of the diluted serum (a 0.45 μm pore size filter) was the only pre‐column sample handling operation. No disturbances attributable to the precipitation of proteins from the loaded samples in the chip channels were detected.     

微流控芯片技术在蛋白质分析中的应用进展

近年来,微流控芯片技术取得了显著的发展。随着微电子及微机械等制作技术的不断进步,高通量、高效、快速、低成本的微流控分析芯片在蛋白质和多肽分析方面获得了令人瞩目的成果。本文主要介绍了微流控芯片在蛋白质组学分析研究的应用和发展。引用文献52篇。