基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究进展

细胞分离技术是细胞分选和细胞种群纯化的重要手段,在生物、医学、农业、环境等许多领域都有重要的应用,是当前生化分析领域的国际研究热点。本文介绍了基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究现状,阐述了介电电泳的工作原理,并依据细胞尺寸、电极形状、外加信号方式等影响细胞介电电泳的关键因素对不同类型的微流控细胞分离芯片进行了详细介绍,并对该技术的未来发展趋势做了展望。     

基于聚酰亚胺基底的细胞电融合芯片的研制

基于柔性印刷电路板(flexible printed circuits board, FPCB)技术,通过在聚酰亚胺基底薄膜表面层压的铜箔上刻蚀微电极阵列结构制备了一种细胞电融合芯片.在低电压(≤40 V)条件下实现了细胞电融合,融合效率达37%,远高于聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)法及传统细胞电融合方法.与传统细胞电融合系统相比,此芯片可在低电压条件下工作,具有结构简单、成本低廉、实验过程可观察、融合通量高等优点.另外,聚酰亚胺薄膜基底良好的柔软度可保证此芯片与其它分析模块(如细胞筛选分离模块)的有效集成,具备构造微全分析系统(micro total analytical system, μ-TAS)的巨大潜力.     

微电极阵列芯片的脂质体电融合研究

利用旋转蒸发法制作基于大豆卵磷脂的一种大型脂质体,在微电极阵列芯片上进行脂质体电融合实验研究.在电融合过程中,利用介电电泳力实现脂质体在微流控芯片中的排队,再利用高场强的电脉冲使脂质体膜发生可逆性电穿孔,在持续的介电电泳力作用下,使穿孔的脂质体实现融合.芯片上脂质体的融合率可以达到20％左右.而且,玻璃基底材料和低深宽比的通道结构更有利于脂质体融合过程的观察与控制.     

细胞电融合芯片技术的发展及展望

细胞电融合芯片技术是最近十几年来发展迅速的一种细胞融合方法,它可以广泛用于遗传学、动植物远缘杂交育种、发育生物学、免疫学、医药、食品以及农业等领域的基础研究和应用开发。由于其不仅具有可控性强、操作简便、对细胞无毒害等优点,还比传统细胞电融合技术更安全、快捷、高效、便携、集成度高,而且便于实验观察,样本消耗少,因此,在国内外广受关注。本文综述了细胞电融合芯片技术的基本原理、实现方法、研究进展,并对其未来发展作了展望。     

ITO玻璃芯片上温度分布对成肌细胞生长增殖的影响

为了研究不同温度对小鼠成肌细胞生长增殖的影响,在ITO玻璃芯片上加载电场形成一定的温度分布。在不同温度(38、39、40和41℃)所对应的区域加工相同尺寸的PDMS微型培养腔室用于小鼠成肌细胞的培养。通过对芯片上培养的小鼠成肌细胞连续5 d的热刺激(30 min/d),研究不同温度短期热刺激对成肌细胞增殖的影响。细胞形态显微观察和流式细胞仪检测结果表明,一定的温度刺激对小鼠成肌细胞的增殖有促进作用,其中40℃刺激后的细胞数目增加最明显。在总刺激时间(30 min)相同情况下,短时多次热刺激的效果更理想,细胞增殖指数最高可达38.39。     

基于微流控液滴形成技术的聚乙烯醇微球制备

建立了一种新的基于微流控液滴形成技术的聚乙烯醇(Poly(vinyl alcohol),PVA)微球制备方法。在微流控芯片上利用液滴形成技术可以快速、连续产生尺度均一、单分散性好的PVA液滴。液滴制备速度可以达到7个/s。并且通过改变制备液中两相流体的注入流量和微流控通道宽度可对生成的PVA液滴的尺寸进行调节。将收集得到的PVA液滴进行物理交联固化处理,可以获得大量尺寸均一的聚乙烯醇微球。本方法制备效率高,所得到的微球单分散效果好,而且微球形成不需要化学交联剂的掺入,避免了对包载物质的干扰,非常适合药物载体等应用。     

Lattice dynamics properties of chalcopyrite ZnSnP_2:Density-functional calculations by using a linear response theory

We present a first-principles study of the structural,dielectric,and lattice dynamical properties for chalcopyrite semiconductor ZnSnP_2.The structural properties are calculated using a plane-wave pseudopotential method of densityfunctional theory.A linear response theory is used to derive Born effective charge tensors for each atom,dielectric constants in low and high frequency limits,and phonon frequencies.We calculate all zone-center phonon modes,identify Raman and infrared active modes,and report LO-TO splitting of the infrared modes.The results show an excellent agreement with experiment and propose several predictive behaviors.     

基于薄膜电极的细胞电融合芯片

构建了一种薄膜电极阵列结构的细胞电融合芯片, 通过多聚物微通道底/顶层凸齿状的微电极, 以及多聚物微通道侧壁上溅射形成的一层离散式金属薄膜电极, 共同形成离散式"三明治"微电极结构. 该微电极结构可在微通道内部形成与传统凸齿状电极相似的非均匀分布的梯度电场, 通过介电电泳效应进行细胞控制及排队. 利用多聚物在芯片上填充了传统凸齿状电极的凹陷区, 克服了细胞在凹陷区无法有效排队与融合的缺点. 在芯片上利用K562细胞开展了基于介电电泳效应的细胞排队实验及基于可逆性电穿孔效应的电融合实验, 结果表明该芯片能够较好地实现细胞排队及融合, 融合所需控制电压低至10 V左右. 细胞排队率达99%以上, 几乎无细胞在绝缘物填充区(传统凸齿电极芯片的凹陷区)滞留, 细胞两两排队高于60%, 细胞融合效率约为40%, 比传统的细胞电融合方法和凸齿电极芯片有较大提高.     

支持向量机和线性判别分析用于禽流感病毒编码蛋白识别

以支持向量机(SVM)和线性判别分析(LDA)对200条禽流感病毒、100条B型流感和100条C型流感病毒蛋白共400条为训练集样本,从表征序列的200个整体与局部变量中以逐步(stepwise)方法选取24个变量作为LDA模型的输入建立线性识别模型,病毒蛋白总识别率达99.8%,留一法交互检验总识别率为99.4%.从原始200变量中经主成分分析得16个主成分作为SVM的输入,以径向基核函数(RBF)SVM建立非线性识别模型,病毒蛋白总识别率为99.8%,留一法交互检验总识别率为99.2%.以100条禽流感、50条B型流感和50条C型流感病毒编码蛋白质共200条为测试集样本,得LDA模型,对其总识别正确率为95.4%,SVM模型对其总识别正确率为96.5%.识别结果表明,两个模型都可较好识别禽流感病毒蛋白,并且SVM对禽流感病毒蛋白的识别结果优于LDA.     

Mechanical and Vibrational Properties of ZnS with Wurtzite Structure： A First-Principles Study

We perform a first-principles study of the mechanical and vibrational properties of ZnS with a wurtzite structure. The calculated elastic constants by using a pseudopotential plane-wave method agree well with the experimental data and with the previous theoretical works. Based on the elastic constants and their related parameters, the crystal mechanical stability is discussed. Calculations of the zone-center optical-mode frequencies including longitudinal-optical/transverse-optical splitting, by using the density functional perturbation theory, are reported. All optical modes are identified, especially B1 modes, and agree with Raman rneasurements.