微流控纸芯片的加工及其分析应用的实验设计*

设计了一个使用喷墨打印法加工微流控纸芯片的实验,在经烷基烯酮二聚体(AKD)的正己烷溶液浸泡过的滤纸上,以三乙醇胺溶液为打印墨水,用喷墨打印机打印出设计好的芯片图案。滤纸加热后,打印区域呈现亲水性,非打印区域为疏水性,从而制备出纸芯片,用该纸芯片通过数字比色法实现了亚硝酸根离子的定量测定。该实验不使用昂贵仪器设备,易普及。通过实验,促使学生了解微流控芯片这一前沿科学技术,锻炼学生细致、灵巧的动手能力,激发学生科技创新活力。     

传统手工纸中9种金属元素的电感耦合等离子体原子发射光谱法测定及其溯源研究

将纸张样品剪至4mm×4mm以下的碎片,将竹子或竹浆(竹浆手工挤去水分)原料样品剪至4mm×4mm×4mm以下的碎屑,取样品0.500 0g于聚四氟乙烯消解罐内,依次加入4mL硝酸和2mL过氧化氢,对于纸张样品再加2mL水,放置15min后进行微波消解。消解完成后于135℃左右加热30min,赶去剩余硝酸,取下冷却(若样品消解不完全,再次加入4mL硝酸和0.5mL氢氟酸,重复上述消解步骤),过滤,用水定容至50.0mL,用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定溶液中的钾、钙、钠、镁、铜、铝、铁、锌和钡。结果表明,9种金属元素的质量浓度在一定范围内与其发射强度呈线性关系,检出限在1.0～2.0mg·kg~(-1)之间。对样品进行加标回收试验,回收率在81.3%～114%之间,测定值的相对标准偏差(n=7)在1.2%～6.6%之间。采用此方法对手工纸制作工艺中7个关键环节中的物料中影响手工纸质量的金属元素进行了溯源研究,测定了6种典型手工纸中9种金属元素。     

基于侧向磁泳的微流控芯片对两种磁性纳米球的同时分选

基于磁性纳米球在微流控芯片上的侧向磁泳, 利用微流控芯片分选了不同磁响应性的磁球. 提出了包含磁性纳米球聚集与偏移的理论模型, 用于分析磁球在芯片上的侧向位移. 在理论分析的基础上设计了芯片系统, 使不同磁响应性的磁纳米球可以在芯片系统上依次被分选. 实验结果表明, 2种磁性纳米球的分选效率均可接受, 且实验操作简单; 磁响应性强的磁球可被完全分离, 这对于珍贵分析样品的分选很有价值. 该分选系统被成功用于同时分选样品中乙型肝炎病毒的DNA与丙型肝炎病毒的反转录DNA, 在生化分析中具有广阔的应用前景.     

框架核酸高通量检测芯片

构建了一种基于框架核酸的高通量生物检测芯片.利用超微量移液自动化平台,将包含框架核酸探针的液滴按照预设命令固定至生物芯片微阵列上,在探针捕获核酸靶标后利用集成的基因芯片扫描仪对芯片进行成像,通过分析荧光强度定量化分析靶标浓度.结果表明,此框架核酸芯片能够实现框架核酸探针的高通量制备, 24 h即可制备具有15万个点的微阵列,且点间距离的相对偏差W≤10%、荧光强度的变异系数CV=3.30%,具有较高的稳定性,远高于国家标准.此外,该芯片具备高灵敏度、可寻址的高通量生物分析能力,对核酸靶标的检测限可达100 pmol/L.随着多种探针技术的发展,生物检测微阵列技术在高通量生物分析领域展示出巨大的潜力.     

基于流体动力单细胞高效捕获的微流控芯片结构研究进展

单细胞分析对于重大疾病的早期诊断及治疗、药物筛选和生理病理过程的研究具有重要意义。微流控芯片能够精确控制单细胞的微环境,实时监测单细胞的行为,已成为单细胞分析的强大工具。单细胞捕获是单细胞分析的重要步骤。目前已报道了多种微流控芯片用于单细胞捕获的方法,其中基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法具有操作方便、单细胞捕获效率高等优点,受到研究人员的广泛关注及使用。为了全面了解基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法的研究现状,掌握单细胞高效捕获的微流控芯片结构设计,实现单细胞精准快速分析,本文综述了基于流体动力的单细胞高效捕获（>70%）原理及微流控芯片结构,根据结构设计不同分为微井结构、微柱结构和旁路通道结构,介绍了单细胞高效捕获的微流控芯片优化过程,总结了微流控芯片的材质、结构特点及单细胞捕获效率等,对不同单细胞捕获结构的优势及不足进行了分析。最后,对基于流体动力的微流控芯片单细胞捕获方法的发展趋势进行了展望。     

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。     

生命分析微流控芯片的多尺度应用:从分子水平到个体水平

微流控芯片技术是多学科、多领域交叉的新兴分析技术,具有微型化、集成化、高通量、低消耗、高灵敏、分析速度快等特点。如今,微流控芯片技术已发展成为自然科学研究中不可或缺的技术平台,展现出巨大的优势,尤其在生命科学研究中得到了广泛应用。该文概述了近年来微流控芯片技术在分子水平、细胞水平、组织器官水平和生物个体水平等多个尺度上的应用,并对其发展前景进行了展望。