聚二甲基硅氧烷微流控芯片的紫外光照射表面处理研究

研究了紫外光化学表面改性对聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片的片基间粘接力及毛细管通道电渗流性能的影响.PDMS片基经紫外光射照后,粘接力增强,可实现PDMS芯片的永久性封合,同时亲水性得到改善,通道中的电渗流增大.与文献报道的等离子体表面处理方法比较,采用紫外光表面处理,设备简单,操作方便,耗费少,是一种简单易行的聚二甲基硅氧烷芯片表面处理方法.     

聚二甲基硅氧烷芯片粘接强度的实验研究

聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料广泛地应用于制作微流控芯片.本文研究了PDMS预聚体与固化剂的配比、固化温度和固化时间、固化模具以及紫外光照射等重要因素对PDMS芯片封接强度的影响,得到PDMS芯片封接的最佳条件为:基片和盖片所用PDMS预聚体与固化剂的最佳质量配比为10∶1,最佳固化温度为75℃,固化时间为40 min;采用不同材料模具制作PDMS片,其表面均方根粗糙度控制着芯片的粘接强度.在研究的三种模具材料中,用有机玻璃模具制作的PDMS片间的粘接强度最高,用玻璃模具制作的PDMS片间粘接强度最小;PDMS片经紫外光照射表面处理后,粘接强度会增加.     

层层自组装聚电解质用于聚二甲基硅氧烷/玻璃微流控芯片修饰的研究

首次将聚丙烯氯化铵和聚丙烯酸通过静电吸附作用层层组装于聚二甲基硅氧烷／玻璃芯片内部,修饰后的芯片电渗流（EOF）随pH值的变化较小,具有较好的重复性和稳定性,EOF在2周内的变化率为1．58％。该芯片已经用于牛血清白蛋白（BSA）和胰岛素（insulin）的分离,BSA和胰岛素在20S内得到了有效的分离,修饰后的芯片对BSA和胰岛素的理论塔板数分别为4．99×10^4／m,1．69×10^5／m,分离度为2．17;而未修饰的芯片对BSA和胰岛素的理论塔板数分别为4．65×10^3／m,4．13×10^4／m,分离度为1．32。该修饰方法可以有效抑制蛋白的吸附和样品峰拖尾的现象。     

聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片封接技术的研究

考察了聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)预聚体与固化剂间的配比、固化温度及固化时间对PDMS芯片封接强度的影响,得出PDMS芯片封接的最佳条件基片和盖片所用PDMS预聚体与固化剂质量配比分别为10∶1与5∶1,固化温度为75℃,固化时间分别为35～50min和25～40min,封接后继续加热60min.在该条件下封接制作的微芯片历经半年50多次的分析、冲洗及抽液后未见明显损坏,足以满足一般分析任务的要求,并将芯片成功用于两种氨基酸的快速毛细管电泳分离.     

聚二甲基硅氧烷-纸复合微流控芯片上的肝癌细胞三维培养

研发了一种聚二甲基硅氧烷-纸复合型微流控芯片用于肝癌细胞三维培养.芯片使用明胶处理硝酸纤维素薄膜作为细胞培养基底,以水凝胶网格作为三维培养支撑.结合微通道主动灌流与水凝胶中的被动扩散,模拟体内的流体运输形式实现细胞与外界物质交换.实验结果显示,芯片上的液滴生成以及细胞定位种植简便可靠.连续监测显示肝癌HcpG2细胞在水凝胶微球中增殖形成类似组织的三维结构.细胞增殖动力学分析以及生化检测结果显示了芯片三维培养与二维培养的差别.这种芯片三维细胞培养方法操作简便可靠,仿真度高,适合于肿瘤细胞研究.     

键合方法对聚二甲基硅氧烷液滴型微流控芯片的影响

液滴型微流控芯片表面性质是影响其性能的重要因素. 研究了不同键合方法对基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的液滴型微流控芯片微管道表面性质的影响, 并分别观察和评价了不同键合方法所制作液滴型微流控芯片应用于制备油包水和水包油两种液滴分散体系的效果. 结果显示热扩散键合方法适用于制作油包水型PDMS液滴型微流控芯片, 而等离子键合方法制作的PDMS芯片适于形成水包油型的液滴分散体系.     

聚二甲基硅氧烷-玻璃微流控芯片制作及高压非接触式电导检测系统的研制

报道了基于边缘加固的PDMS-玻璃芯片制作新方法。在给定条件下,测得芯片的剪切强度为20.4N/cm2,电渗流为2.9×10-4cm2/Vs(RSD5.6%,n=5),方向指向阴极。研制了一套新型高压非接触式电导(HV-CCD)检测系统,详尽地介绍了检测器的接口和信号屏蔽技术。在优化条件下,30s内实现了对K 、Na 、Li 的分离检测,检出限(3×S/N)分别为2.0μmol/L、3.0μmol/L、5.0μmol/L。     

聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物的表面形态研究

采用原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)研究了聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PS-b-PDMS)薄膜的相形态.结果表明,当采用甲苯作为溶剂,旋转涂膜的薄膜样品呈现网络状的形态分布在表面,而样品所对应的透射电镜照片中,PDMS相作为球状分布在PS的连续相中.退火温度对共聚物表面形态有一定的影响,当退火温度高于PDMS的玻璃化温度,表面中PDMS相增多.PS-b-PDMS嵌段共聚物的表面形态随着所用溶剂的变化而有所不同,当采用甲苯作为溶剂时,样品的PS相形成凹坑分布在PDMS的相区之中,而采用环己烷作为溶剂时,PS相作为突起分布在PDMS相区之中.另外,基底对共聚物薄膜表面形态的有较大的影响,当采用硅晶片作为基底时,样品中的PDMS相和PS相呈现近似平行于表面的层状结构.     

一体化微流控芯片的酶固定化技术

20世纪90年代,Manz等提出的微全分析系统越来越受到关注,聚二甲基硅氧烷[Poly(dimethylsiloxane),PDMS]材料具有透光性能好和绝缘等优点,并可通过浇铸法制作一体化的芯片,从而有效地解决芯片的封合问题。     

聚苯乙烯/聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物的合成与表征

通过阴离子溶液聚合合成了聚苯乙烯／聚二甲基硅氧烷的嵌段共聚物(PS-b-PDMS),并用GPC、FTIR、DMA,^1H-NMR、TEM等分析手段袁征了其结构与组成;电镜测得该嵌段共聚物的微区尺寸大约为20～30nm,与计算微区尺寸的结果相近。该共聚物具有非常低的表面能。     

玻璃基质微流控芯片的室温键合技术

芯片键合是微流控芯片加工的一个重要步骤.目前玻璃芯片的键合多采用高温键合技术(500~650℃).     

微流控芯片电泳的研究进展

该文综述了微流控芯片电泳的制备、结构和应用,比较了不同材料微流控芯片电泳的制备机理、表面改性和性能特点,归纳和总结了不同结构微流控芯片电泳的进样、分离和检测系统以及不同类型微流控芯片电泳在荧光物质、金属离子、糖、药物、核酸、DNA、氨基酸、多肽和蛋白质分析中的应用,并对微流控芯片电泳的未来发展方向做了展望.     

自制玻璃微流控芯片及其基本性能考察

20世纪90年代初,自Manz等首次提出微全分析系统的概念以来,各种不同材料和功能的微流控芯片不断问世,其中应用得最多的是玻璃、石英及聚合物3种材料．玻璃和石英芯片因具有优异的电渗、光学和表面性质,其刻蚀加工技术和表面改性的化学方法均比较成熟,且传统毛细管电泳中各种成熟的分离方法可直接应用到玻璃芯片的制作中,因此在微全分析系统研究中具有十分重要的地位．     

微流控分析芯片上生化反应技术研究进展

综述了近几年来在微流控芯片上以检测或动力学研究为目的而进行的各种生物化学反应技术,包括酶反应、免疫反应、酶联免疫反应、PCR反应,含氮氧化物释放反应。对非均相反应的蛋白质在微管道中的固定技术,均相反应的管道设计技术,以及在微流控芯片上集成生化反应的优越性等问题做了详细的讨论。     

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。     

制造玻璃微流控芯片的简易加工技术

报道了在普通化学实验室中设计和加工玻璃微流控芯片的方法。用Adobe Illustrator 8.0软件微流控片图形，通过高分辨率激光照排机在照相底片上制得光刻掩模。用商品匀胶铬板表面的145nm Cr/570nm Az-1805光胶层作为保护层，在50℃刻蚀液（1mol/L HF 1mol/L NaF)中，刻蚀速度为2μm/min。通过彻底洗净加工好的玻璃基片，提高了芯片热键合的质量和成品率。制得的芯片已成功地用于氨基酸分离和PCR扩增。     

激光技术在聚合酶链式反应微流控芯片中的应用

评述了激光技术在聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)微流控芯片领域中的应用进展,包括激光技术在PCR微流控芯片微加工、微流体物理参数测量、温度循环控制以及芯片上在线产物检测(包括荧光实时定量/终点和毛细管电泳检测)中的应用。最后,展望了激光技术在未来基于PCR的微全分析系统(micro-total analysis system,μTAS)中的新应用。     

Simple Fabrication of Multicomponent Heterogeneous Fibers for Cell Co‐Culture via Microfluidic Spinning

Microfluidic spinning, as a combination of wet spinning and microfluidic technology, has been used to develop microfibers with special structures to facilitate cell 3D culture/co‐culture and microtissue formation in vitro. In this study, a simple microchip‐based microfluidic spinning strategy is presented for the fabrication of multicomponent heterogeneous calcium alginate microfibers. The use of two kinds of microchip enables the one‐step preparation of multicomponent heterogeneous microfibers with various arrangement patterns, including the preparation of one‐, two‐, and three‐component microfibers by a two‐layer microchip and preparation of four component microfibers with different arrangement by a membrane‐sandwiched three‐layer microchip. The obtained microfibers could be used to encapsulate various kinds of cells, such as the human non‐small cell lung cancer cell NCI‐H1650, the human fetal lung fibroblast HFL1, the normal pulmonary bronchial epithelial cell 16HBE, and human umbilical vein endothelial cells. By adding chitosan to the medium to keep the fibers stable, 3D long‐term in vitro cell co‐culture has been carried out up to 21 days. This method is very simple and easy to operate, continuously produces spatially well‐defined heterogeneous microfibers, has important applications for composite functional biomaterials, and shows great potential in organs‐on‐a‐chip and biomimetic systems.     

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.