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。     

微流控芯片技术在精细胞研究中的应用

具有多维网络微通道结构的微流控芯片可在微纳尺度上集成细胞进样、培养、分选、裂解和分离检测等多种功能单元,不仅在尺寸上与精细胞匹配,还可为精细胞提供相对封闭的接近生理状态的生长微环境。研究者已利用此系统的层流、微通道特殊几何结构等特点对精子进行了多方面研究。该文对微流控芯片技术在精细胞的培养、分选、胞内成分分析和人工授精中的应用进行了综述,介绍了用于精细胞研究的多种微流控芯片系统,并讨论了精细胞分选的各种方法。     

芯片电泳推拉式压力进样方法

芯片电泳作为微流控分析系统的典型代表,广泛涉及材料、微加工方法、微液流控制、分离模式和检测方法等诸多方面.与传统分析系统一样,样品制备和引入也是微全分析系统实现样品到结果首先面临的问题.电进样一直是芯片电泳系统的主流进样方法.而传统毛细管电泳系统中与电进样同样经常使用的压力进样方法则很少用于芯片电泳系统.     

基于微流控芯片电泳化学发光检测人单个红细胞中血红蛋白的含量

运用自行设计组装的微流控芯片电泳化学发光检测装置和单细胞分析专用玻璃微流控芯片,建立了一种测定人单个血红细胞中血红蛋白(Hb)含量的新方法。该方法采用双T型的窄进样通道,宽反应通道及适中分离通道的玻璃微流控芯片,集成单个细胞的进样、固定、溶胞、分离和检测等操作于一块微流控芯片上。以p H 10.5的硼砂缓冲液为电泳介质,选用鲁米诺-过氧化氢化学发光体系,对人单个红细胞中血红蛋白的含量进行测定。血红蛋白的质量在2.0~90 pg范围内,与化学发光强度(峰高)呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.8 pg。通过对19个血红细胞进行检测,得到人单个血红细胞中血红蛋白的含量在14~68 pg范围内,该结果与无氰HGB测量法测得的总体细胞血红蛋白的平均值(34.5 pg)基本一致。     

基于电渗驱动的微流控芯片顺序注射分析系统

本文介绍了一种在微流控芯片上依靠电渗驱动完成顺序注射分析的新方法。采用由多个双T通道构成的微通道网络,利用夹流进样和电渗流驱动方法,在通道内形成间隔排列的溶液区带,进而在流动过程中实现溶液区带间的相互混合。实验以荧光素溶液与硼砂缓冲液为模型体系,初步考察了利用该系统实现顺序注射进样及混合的效果。该方法装置简单,操作简便,无需任何复杂机械装置,利用微流控芯片上的微通道网络及电渗流控制,实现了亚纳升级的溶液区带的顺序排列和进样。     

基于微流控芯片的色谱系统的研究进展及其应用

近年来,基于微流控芯片的色谱技术研究取得了快速发展。本文对微流控芯片上色谱柱的加工方法、泵阀驱动控制装置的设计、集成及联用色谱系统的研制及其应用等方面予以综述,涉及文献66篇。     

基于复合型微流控芯片的紫外检测毛细管电泳系统

提出了一种基于芯片-毛细管复合装置的紫外检测-微流控芯片毛细管电泳分析系统.采用小死体积的耦合技术实现了石英毛细管与“十”字通道型微流控玻璃芯片的耦合.本系统的紫外检测灵敏度与商品化毛细管电泳仪相当.采用夹流进样方式,达到较高的进样重现性,2mmol/L苯甲酸的峰高相对标准偏差(RSD)为1.5%(n=11).可用于复方磺胺甲唑片剂的两种有效成分的快速分离.     

微流控芯片测定单细胞内化学组分的进展

细胞是生命的基本单元。由于细胞的个体差异,传统分析群体细胞的方法难以得到单细胞的重要信息。准确可靠地测定单细胞内化学组分的含量能大大提高从正常细胞中辨别不正常细胞的能力,为进一步研究和发展生物化学、医学和临床检验等领域奠定基础。近年来,用微流控芯片进行单细胞分析已引起广泛的兴趣。微流控芯片可以集成单细胞进样、溶膜、电泳分离胞内化学组分和高灵敏度测定等一系列操作步骤,为分析单细胞内的化学组分提供了新的技术平台。本文主要综述了近年来微流控芯片测定单细胞内化学组分的进展。重点在于利用电渗流、压力结合电渗流和激光镊子等技术操控单细胞在微流控芯片上完成单细胞进样、溶膜、细胞内化学组分的电泳分离和高灵敏度测定等一系列操作步骤。对在微流控芯片上的衍生技术也做了较为详细的阐述。     

蛋白质/多肽的微流控二维芯片电泳*

在微流控芯片上构建多维分离系统,为蛋白质组学研究提供了一个有发展前景的高效分离分析技术平台。本文介绍了二维芯片电泳系统耦联模式选取及正交性评价的方法;综述了针对蛋白质/多肽分离分析的各种耦联模式微流控二维芯片电泳分析系统,如胶束电动力学色谱（MEKC）与毛细管区带电泳（CZE）,开管电色谱（OECE）与CZE,等电聚焦（IEF）与CZE, IEF与SDS毛细管凝胶电泳（CGE）, SDS-CGE与MEKC等。特别对二维电泳芯片切换接口的类型进行了分类,探讨了用于微流控二维芯片电泳系统的检测技术,并展望了微流控二维电泳芯片在蛋白质组学研究中的应用前景和发展方向。     

整体柱富集技术在微流控芯片系统中的应用

样品预处理技术是微流控芯片技术发展的瓶颈之一。整体材料是近几年在色谱领域发展起来的一种新型色谱填料,具有结构均匀、传质速度快、通透性好、制备过程简单等优点,被广泛用于微流控芯片系统中。该文综述了整体柱富集技术在微流控芯片系统中的应用进展,引用文献80篇。     

微流控芯片上的免疫分析

近20年来,随着微流控芯片加工技术的不断发展,微流控分析已从一个概念发展为当前世界上最前沿的科技领域之一,微流控芯片上免疫分析的方法研究也取得重要进展。这些芯片包含传输流体的微通道和免疫分析程序中部分或全部的必要组件。微流控技术用于免疫分析在减少试剂用量、缩短分析时间、自动化等方面提高了分析性能。本文综述了微流控芯片上免疫分析的发展、分类,并评述了各类微流控免疫分析芯片的性能及优缺点。     

在微流控芯片上合成对甲氧基苯甲醛肟

本文用负压进样的方法, 在自制的玻璃微流控芯片中进行了对甲氧基苯甲醛和盐酸羟胺合成对甲氧基苯甲醛肟的相转移反应. 测定了不同反应时间的产率, 并与常规方法进行了比较. 讨论了相接触面积和塞流对产率的影响.     

流动型微流控PCR扩增芯片的研究

组装了由注射泵进样系统、微流控芯片和三温区加热器组成的流动型PCR扩增系统,该系统具有扩增速度快、交叉污染小、芯片可重复使用和操作方便等特点.优化了芯片厚度、隔热材料和流速等影响PCR扩增的因素.在4.9min内经24个循环成功地扩增了浓度为1ng/100μL的λ-DNA(500bp).     

利用分叉微通道提高夹切进样微流控芯片电泳可靠性的探索

微流控芯片电泳在众多领域都有广阔的应用前景,但该技术的实际应用仍不多见,成功的微流控芯片电泳分析通常需要精确调控各储液池的液面高度、电极的位置等细节,对操作者的技术要求高。该研究在传统电泳芯片的进样通道和分离通道末端引入分叉结构,增加额外的储液池,利用液面差实现进样通道末端和分离通道末端溶液的持续更新,并以有机磷除草剂为模型分析物考察了设计的适用性。结果表明,在夹切进样条件下,利用该芯片可有效缩短连续多次进样分析时的进样时间,避免基线异常抬升,显著提高了分析结果的重现性。在选定的条件下,连续测定120次未发现分离性能的变化,峰高的相对标准偏差(RSD)可达0.56%。通过调整进样时间还可避免样品基体进入分离通道,简化分离谱图。     

基于微流控芯片的固相萃取技术的研究进展

作为近年来最前沿的分析技术之一,微流控芯片技术具有高通量、微型化、多功能和集成化等独特优势,目前,该技术主要以生命科学体系为研究对象。但由于生化样品存在基质效应与干扰组分,使得样品分析备受干扰。因此发展微流控芯片中的样品前处理技术,对于样品尤其是复杂的生物样品的纯化和富集极其重要,同时这也是微流控芯片系统走向集成化和微型化必须突破的瓶颈之一。本文针对应用广泛的固相萃取技术,重点综述了微流控芯片上固相萃取技术的几种不同模式即开管柱、填充柱以及整体柱的特点及优缺点,并对微流控芯片系统的发展做出了展望。     

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。     

化学发光二维两点检测微流控芯片系统

化学发光二维两点检测微流控芯片系统设计集成了一种可用于分离检测氨基酸、多肽和蛋白质等复杂样品的化学发光二维两点检测微流控芯片系统.该系统采用双检测器同时检测第一维和第二维的分离峰信息,可获得样品的二维分离谱图,满足了对多种复杂结构微流控芯片分离特性进行研究的要求.     

微流控芯片系统在单细胞研究中的应用*

微流控芯片具有网络式通道结构,扩展了在细胞和亚细胞水平进行生命科学研究的能力,为单细胞研究提供了一个新的平台.在微流控芯片通道中,人们利用气压、液压和电压,或利用介电电泳、光学陷阱、行波介电电泳以及磁场等技术,可以操纵细胞通过或驻留在通道内的任意位置,从而使单细胞计数、筛选以及胞内组分分析等操作大大简化.本文对微流控芯片系统在血液流变学、单细胞操纵与计数以及单细胞胞内组分分析中的应用进行了综述,介绍了用于单细胞研究的多种微芯片系统,讨论了芯片上进行单细胞操纵的各种方法     

微流控二维电泳芯片的电压控制优化

基于微流控二维电泳芯片(2D-EMC)的流路特点,建立等效电阻模型,以便给出各端电压的合理取值范围,成功实现微流控芯片二维电泳分离.经实验测定各微通道电阻,在各端电压合理取值范围内,通过电流测量调整(优化)电压,得到了一组优化的电压控制方案,在化学发光-2D-EMC系统中成功实现了精氨酸和甘氨酸衍生物的二维分离.本方法显著减小了实现微流控芯片二维电泳分离的实验次数.     

提高芯片毛细管电泳系统检测信噪比的哈达玛变换法

采用门控进样,在简单的十字通道微流控玻璃芯片上实现了假随机多次进样,研究了利用哈达玛变换提高微流控毛细管电泳分析系统信噪比的方法.在实验中,以7阶127步假随机二进制序列作为进样模板,将缓冲液和Cy₅衍生后的氨基酸试样交替注入到分离通道中,检测到的电泳信号经过哈达玛反变换还原使信噪比提高5倍(理论上5.6倍)的电泳谱,各组分的出峰时间、峰高和峰形均完全还原,毛细管电泳分离的采样频率不受影响.