微流控芯片分选富集循环肿瘤细胞的研究进展

近年来,循环肿瘤细胞(CTCs)研究得到了越来越多的关注,许多研究报告已经证实其在肿瘤转移的早期诊断、治疗方案选择、个体化治疗及探索肿瘤转移机制等方面具有潜在的价值,然而CTCs在循环系统中的含量极低,这成为限制其临床相关应用的主要难点。微流控芯片技术具有低成本、快速、高通量及操作简单等优势,利用微流控芯片可实现CTCs的高速、高回收率、高纯度的分选富集,近年来得到广泛的关注。本文综述了近年来在微流控芯片内进行CTCs分选富集的研究并探讨了各种方法的优缺点,并在本研究团队的研究基础上进行了展望。     

微流控芯片分选临床样品中循环肿瘤细胞的研究进展

癌症作为常见病正严重威胁着我国乃至全球居民的健康。循环肿瘤细胞(CTCs)是一类由癌变部位释放并进入血液中的癌细胞,其在癌症的早期诊断、个体化及肿瘤转移机制研究等方面的作用正逐渐被发现和认可,但由于血液中的CTCs含量极少,对其分选极具挑战。微流控芯片作为一种微型化、高通量、集成化平台,在CTCs研究中彰显了独特的优势,相关报道也越来越多。随着研究的深入,微流控芯片技术不再局限于基于模型样品的方法学开发,而是更注重于能否用于临床实际样品中CTCs的检测,但目前未见该角度的综述报道。为此,文章综述了近年来用于临床实际样品CTCs分析的微流控芯片分选技术,并探讨了微流控芯片用于CTCs分选的发展趋势。     

基于单螺旋微流控芯片的细菌气溶胶的高效富集

设计了一种单螺旋通道的聚二甲基硅氧烷(Poly(dimethylsiloxane),PDMS)微流控芯片,用于副溶血性弧菌气溶胶的快速有效富集。该芯片的特征在于其通道呈螺旋分布,且通道内部含有均匀分布的鱼骨形结构。结果表明,在不同富集时间段内,采用该芯片方法捕获的细菌总数均远高于传统落板法。对于传统落板法无法有效捕获的低浓度样本(10~4CFU/mL)的缺陷,该方法的优势在于:芯片内部的螺旋通道可增大对气溶胶中微生物的离心力;鱼骨形结构的设计增加了待测样品与芯片内壁间的接触几率。此外,以无鱼骨形的螺旋芯片作为对照,验证了鱼骨形结构对于高效富集的意义。此芯片设计巧妙、易于制备、高效便携、富集效果较好,在气溶胶污染严重的水产加工等场所具有较大的应用前景。     

基于三叉型离子交换膜的带电粒子微流控富集芯片的研究

预富集是实现痕量生化物质检测的有效手段.本研究基于离子浓差极化(ICP)原理,研制了一种用于水环境中带电粒子的富集与检测的基于三叉型离子交换膜的微流控富集芯片.此芯片采用3D打印及微纳加工技术制备,通过控制富集区和缓冲区的电势差控制电渗力与排斥力,以获得较稳定的耗尽区和富集区.在富集实验中,以带负电荷的荧光素钠作为富集...     

微流控芯片设计方法研究进展

本文综述了微流控芯片设计方法的研究进展,归纳和总结了目前主要的设计方法,包括数值模拟法和基于宏模型的设计方法。最后介绍了宏-微模型设计方法,通过建立宏-微接口,实现了数值模拟和宏模型的灵巧桥接,有助于改善微流控芯片设计方法的兼容性和自适应性。     

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。     

简易型微流控芯片捕获循环肿瘤细胞的研究

本研究以循环肿瘤细胞(乳腺肿瘤细胞)为研究对象,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)、双面粘性薄膜(DSA)、玻片为原材料,采用激光雕刻技术制作微流控芯片,结合巯基-马来酰亚胺基团硅烷化偶联法和免疫荧光技术进行芯片内捕获检测实验,并使用外周血肿瘤细胞来验证此微流控芯片的实用性,使用具有高速摄像功能的荧光显微镜进行镜下观察及拍摄. 成功构建了一种简易型微流控芯片系统,利用此系统可实现对乳腺肿瘤细胞(92±3)%的捕获率,对外周血肿瘤细胞(88±3)%的捕获率,而且芯片的制作工艺简单,对实验仪器要求低,1 min内即可制作完成,简化了制作过程,弥补了传统光刻工艺复杂繁琐的不足,为临床检测疾病的发生与发展提供了新的研究方向.     

微流控芯片上电驱动在线富集技术的研究进展

微流控芯片上电驱动在线富集技术是一种有效提高分析效率、检测灵敏度和降低对检测器要求的技术和方法。本文针对目前微流控芯片分析系统中生化样品的预处理问题,对芯片上电驱动在线富集技术进行了分析讨论,介绍了等速电泳、等电聚焦、场放大和介电电泳的样品预富集技术在微流控芯片上的实现与应用,并对每一种技术的原理、特点、存在的问题、近年发展的状况和发展趋势进行了综述。     

微流控芯片中的流体驱动和控制方式

随着微流控芯片分析技术的发展,微流控芯片中的关键技术之一流体的驱动和控制技术逐步成为人们关注和研究的热点。本文主要综述了微流控芯片上的压力驱动、电驱动和其他驱动方式,着重介绍了电驱动方式,并讨论了各种驱动方式的优缺点以及发展前景。     

基于大体积循环进样的低丰度蛋白质富集

发展了一种大体积循环进样方法,用于富集低丰度蛋白质。在优化的色谱分离条件下,通过增加蛋白质样品的上样体积提高低丰度蛋白质的绝对含量;进一步采用增加样品进样循环次数的方法提高蛋白质的富集效率。以猪肝提取蛋白质为样品,每次上样量500 μL的大体积11次循环进样。根据色谱峰的信号强弱,选择了在原始谱图中看不到色谱峰、有较少小峰和有较多小峰出现的时间段等有代表性的馏分进行研究。在中等极性的组分中,保留时间为11.38 min和12.58 min组分的富集效率分别提高了52倍和61倍,实验结果与理论富集效率相近。所发展的方法为生物蛋白质样品研究提供了一种新的富集制备及检测方法。     

微流控芯片单细胞进样和溶膜

单细胞分析对重大疾病的早期诊断、治疗和药物筛选以及细胞生理、病理过程的研究有重要意义.将毛细管电泳用于单细胞多组分的测定已取得一些成果,但受毛细管的一维结构限制,单细胞进样和溶膜操作较复杂.微流控分析芯片的网络结构和微米级的通道尺寸使简化单细胞分析成为可能.     

微流控芯片分析化学实验室

以作者课题组近10年所开展的系统研究工作为基础, 介绍微流控芯片分析化学实验室操作单元构建及系统整体集成, 并特别关注芯片分析化学实验室在分子水平、细胞水平和模式生物水平的应用, 在科学研究层面上证明了这种置于芯片上的分析化学实验室的可行性, 显示了其在生物医学领域广阔的应用前景.     

集成药物代谢微流控芯片的研制

本文研制了一种集成药物代谢微流控芯片, 此芯片可以同时完成药物代谢物的分子检测和代谢过程对药物细胞毒性的影响评价, 为进一步的药物代谢和药物相互作用研究奠定了良好的基础.     

用顺序注射系统控制微流控芯片中的Edman降解

用顺序注射系统控制微流控芯片中的Edman降解反应, 提高了Edman降解的自动化程度, 得到蛋白质或多肽N-端氨基酸残基结构的准确信息. 对固体吸附材料的选择、顺序注射程序的设计和优化及影响Edman降解反应的因素进行了讨论. 该控制技术在蛋白质组学的研究中有一定的应用前景.     

微流控芯片实验室

以作者所在课题组近年来的研究工作为基础,就芯片实验室平台建设及相应的以系统生物学为最终目标的功能化研究作一说明,对在分子和细胞层面,甚至是单分子、单细胞水平上实现以规模集成为特征的临床诊断和药物筛选的努力予以特别的关注。     

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。     

微流通道中的磁力搅拌混合及其应用研究

报道了一种利用外加旋转磁场与芯片微通道中的磁性微粒之间的磁力作用进行主动式微流混合的方法,并初步考査了该方法在免疫反应和发光分析中的应用.     

纸芯片显色法用于L-半胱氨酸的快速测定

该文以5,5'-二硫硝基苯甲酸(DTNB)为含巯基化合物的衍生化试剂,建立了其纸芯片快速检测新方法。显色剂DTNB和样品在显色区相遇并显色,用手机拍照记录,采用Photoshop软件分析显色强度,进行比色检测,并以L-半胱氨酸(L-Cys)为例,优化得到纸芯片检测L-Cys的最佳显色条件。结果显示,L-Cys浓度在0.01～0.1 mmol/L范围内与显色强度呈良好的线性关系(r=0.999 8),检出限达0.001 mmol/L。多种氨基酸和干扰离子对L-Cys在纸芯片上的测定干扰不超过±5%。采用该方法测得牛血清样品中L-Cys含量为0.013 mmol/L,加标回收率为99.1%～103%,该方法检测L-Cys具有操作简单、耗样量少、检测快速、重现性好等优点。