玻璃微-纳流控芯片的制备及在蛋白质电动富集中的应用

发展了一种以"二次刻蚀"技术制备玻璃微-纳流控芯片的新方法. 首先, 采用紫外光刻和化学湿法刻蚀技术在玻璃基片上加工微米深度的微通道; 去除剩余的光胶后, 在刻有微通道的基片上旋涂一层新的光胶; 再通过二次紫外光刻和湿法刻蚀在该基片上加工深度小于100 nm的纳通道; 最后, 采用室温键合技术, 将带有微纳结构的基片与盖片封合制成玻璃微-纳流控复合芯片. 利用本方法可以在普通化学实验室以简易的设备制得具有微-纳米复合结构的玻璃芯片. 将此玻璃微-纳流控复合芯片成功地应用于以电动离子捕集技术富集荧光素钠异硫氰酸酯(FITC)标记的人血清蛋白(HSA). 结果表明, 对于0.5 mg/mL的FITC-HSA, 30 s内富集倍率可达到200倍以上.     

一种基于微流控芯片的生物样品循环给样富集方法

提出了一种基于微流控芯片的生物样品循环给样方法,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)软光刻工艺制作了包括环形蠕动微泵和电磁微阀的微流控芯片,通过与免疫探针芯片的集成,实现了对探针芯片的循环给样及在其上的免疫样品富集。采用不同浓度的羊抗兔IgG(FITC标记)样品与兔IgG探针免疫结合3 min,得到循环流动比静态吸附的荧光光强值更高,可使检出限降低。对于50 mg/L羊抗兔IgG样品,流速从130μL/min增至300μL/min时,免疫结合的速度明显加快,可使同一时刻的检出限降低;而样品浓度提高到200 mg/L时,增大流速对免疫反应的促进效果弱于低浓度时的变化。在样品浓度50 mg/L和循环流速300μL/min的条件下,循环给样方式仅需7μL样品溶液就得到了与持续进样约1.8 mL样品溶液基本一致的结果。     

基于微流体脉冲驱动控制技术的电化学微流控芯片制备方法

基于微流体脉冲驱动控制技术搭建了电化学微流控芯片的制备系统.首先将纳米银墨水和甘油溶液分别微喷射到玻璃基底表面形成微电极图形和微流道液体阳模图形;然后分别进行烧结和聚二甲基硅氧烷(PDMS)模塑工艺制得微电极和微流道;最后将微电极和微流道键合形成电化学微流控芯片.研究了系统参量对液滴产生的影响以及液滴直径和重叠率对液滴成线的影响,制得的微电极最小线宽为45 μm、厚度为2.2 μm、电阻率为5.2 μΩ·cm,制得的微流道最小线宽为35 μm,流道表面光滑.采用制得的电化学微流控芯片进行了葡萄糖浓度的电化学流动检测.结果表明,葡萄糖溶液的浓度与响应电流具有较高的线性关系,可对一定浓度范围内的葡萄糖溶液进行定量检测.基于微流体脉冲驱动控制技术的电化学微流控芯片制备方法具有微喷射精度高、重复性好,制备系统结构简单、成本低廉等优点,可用于生化分析、生物传感器等领域的芯片制备.     

共轭聚合物微纳晶的制备与表征及其在场效应晶体管器件中的应用

导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个新兴研究领域,因其在有机光电子学中诱人的应用前景备受关注.但是,目前大部分的聚合物光电器件都是基于薄膜构筑的,大量的缺陷及无规的分子排列不利于我们对材料本征性能的评估及高性能光电器件的构筑.有机单晶具有分子长程有序、低缺陷和无晶界等优点,是用来解决这些问题的最佳选择,但是高质量聚合物单晶的获得一直都是一个挑战性的问题.本文综述了目前有关共轭聚合物微纳晶的制备、表征及其在场效应晶体管器件应用中的研究进展,并对共轭聚合物微纳晶材料与器件的发展前景和面临的一些问题做了简要的讨论.     

微纳多孔聚合物薄膜的制备与应用

膜技术在化学技术中占有重要地位,并被广泛应用于生产生活中。随着薄膜技术的不断发展,如何制备获得孔径和分布可控、机械性能优异、功能多样性的多孔聚合物薄膜成为了一个亟待解决的问题。相对于无孔致密聚合物薄膜而言,微纳多孔聚合物薄膜一般密度较低、质轻、比表面积高,并且具有隔音隔热、渗透性好、可塑性强的特点。本综述首先对微纳多孔聚合物薄膜的制备方法进行了总结,包括模板法(硬模板和软模板)、相分离法、静电纺丝、刻蚀法以及其他一些方法。然后阐述了对多孔聚合物薄膜中渗透膜的结构及其相关性能表征测试方法。接着对多孔渗透膜在气体分离、能源、环境和生物工程等方面应用进行了归纳。最后,对当前微纳多孔聚合物薄膜制备方法中存在的缺点与挑战进行了总结,并对其未来的创新应用提出了展望。     

微流体芯片电泳技术对人血清蛋白的快速分离

通过微流体芯片电泳技术分离人血清蛋白,探讨了常见十字形微流体芯片上样品的电动进样与分离过程,分析了在十字芯片上的进样时间和电压设置对后续样品检测和定量的影响。采用的缓冲体系为:100mmol/L H3BO3,50mmol/L NaCl,5%Dextran(以NaOH调至pH 8.3),该缓冲液能够有效分离人血清蛋白中的白蛋白(Albumin)和4种球蛋白(α1-,α2-,β-,和γ-globulin),并且给出了它们在该缓冲体系中的淌度估算范围为5.15×10-5～47.2×10-5 cm2/(V.s)。在芯片上2min之内可以完成进样和分离,相比于常用的毛细管区带电泳,提高了分析速度。     

基于无掩膜光刻法的纸基微流控芯片制备与验证研究

为了开发新的纸芯片制备技术制作高精度的纸基微流控芯片,该文提出了一种基于无掩膜光刻技术的新制备方法。以疏水图案的表面接触角和液体在微流控通道内的流动情况为评价标准,研究了曝光、显影等关键工艺对疏水区域疏水强度以及液体流动情况的影响。研究结果表明,仅需2 s曝光时间制备的纸芯片疏水区域的接触角可达100.56°,亲疏水区域具有明显的区分,最小可实现的亲水通道和疏水屏障分别为(68±5)μm和(104±9)μm。将纸基芯片用于亚硝酸盐的检测,溶液浓度与显色区颜色强度之间呈良好的相关性,线性方程为Y=3.450X+34.83,r²=0.977 0。无掩模光刻法制备纸芯片无需制作掩膜版,减少了芯片制作的成本和时间,工艺简便,芯片精度高,为纸芯片制备和应用提供了有效手段。     

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.     

多离子可视化检测的纸基微流控芯片的构建及应用

本文基于纸基微流控技术,构建了一种基于Pb²⁺、Cr⁶⁺、Fe³⁺以及NO₂^-多离子可视化检测的纸基微流控芯片,其具有可携带以及即时检测等优点,在水体离子污染检测方面具有潜在的应用价值。该纸芯片利用流体的亲疏水性质构建了具有样品收集区、检测区的微平台,通过四种离子的不同显色反应可以实现对多离子的可视化检测,并且通过软件进行RGB色度分析,在0到20 ppm浓度范围内构建了色彩强度值RGB与NO₂^-浓度变化的定量检测分析标准曲线,根据该曲线计算出检出限为0.405 ppm,同时该纸芯片也可以完成对其他三种离子即时定性的检测。     

基于微流体脉冲驱动控制技术的微量试剂分配方法及应用研究

随着生物分析技术和高通量筛选技术的发展,生命科学领域的试剂用量已减小至纳升乃至皮升水平,为实现高精度的微量试剂分配,研制了基于微流体脉冲驱动控制技术的双通道微量试剂分配系统,以甘油溶液为分配试剂,研究了试剂粘度、微喷嘴出口内径、驱动频率和电压幅值对分配量的影响,在系统参量驱动电压为70 V、驱动频率为4 Hz、微喷嘴出口内径为100μm的条件下,按照不同比例分配Na2HPO4-KH2PO4溶液,进行混合反应实验,制备具有pH值梯度的3×3磷酸盐缓冲液微阵列,并加入pH值指示剂,检测混合后溶液的酸碱性。结果表明,所制备的pH梯度微阵列样点直径相对标准偏差(n=9)为0.8%,样点反应充分、颜色均匀且梯度变化明显。基于微流体脉冲驱动控制技术的微量试剂分配方法分配精度较高、重复性好,能够实现对不同粘度试剂的自动化、并行及微量(pL级)分配,无需独立的反应池即可实现多种试剂的微量配比及反应。     

一种微流控芯片激光诱导荧光检测器的研制及应用

研制了一台正交结构的微流控芯片激光诱导荧光检测器.将较宽的芯片架固定在1个三维操作平台上,可用于检测点的调节和激光光斑校准微调.不同发射波长的半导体激光器以及不同波长的窄带滤光片均可方便更换,以满足不同品种的分析要求.该检测器结构简单、体积小和操作灵活方便,对微流控芯片的尺寸及通道结构适应性强.能在一定程度上满足多种芯片的应用研究需要.     

新型3D纸基微流控分析器件的研制及应用

基于棉涤线进样通道、过滤区、检测区和"开关元件",研制了一种新型3D纸基微流控分析器件,并应用于食盐中IO-3的测定。实验探讨并优化了该器件的制备和测定条件。在优化的测定条件下,显色测定灰度值与IO-3浓度在5~250μmol/L范围内呈线性关系,检出限为2.3μmol/L。该方法可应用于实际样品中IO-3的测定。     

氯乙酸甲酯为萃取剂的液\|液半微萃取与胶束电动色谱耦联富集分离中性化合物

报道了采用氯乙酸甲酯作为液-液半微萃取溶剂与胶束电动色谱耦联,通过萃取剂柱上分解来富集分离中性化合物的方法。选取烷基苯酮类（C8, C10 和C11）作为模型化合物,将水中的烷基苯酮类化合物通过液-液半微萃取进入氯乙酸甲酯相中,氯乙酸甲酯相直接进入胶束电动色谱中分离。对于苯乙酮、苯丁酮和苯戊酮的检出限分别为50,50和100 μg/L（S/N≥3）,三者的富集因子达到63～151。本方法只需要有一个毛细管电泳仪而无须特殊设备,省时且操作简便。因此,有很大的潜力用于实际环境样品分析。     

基于微纳结构液体灌注的超滑表面的制备与应用

超滑表面利用其基底上的微纳结构通过毛细作用将润滑油等液体锁定在孔隙中,孔隙中浸润的润滑油在基底形成一层动态油膜,油膜与不溶液体的液-液界面代替了固体与液体的固-液界面,从而大幅减少了滑动阻力。与传统具有类似低滚动角特性的超疏水和超疏油表面相比,孔隙中填充润滑油比空气具有更好的压力稳定性,而且润滑油的毛细流动性使得超滑表面具有良好的自修复能力。由于其明显的优势,近些年超滑表面已成为国际学术界研究热点,应用也拓展到防结冰、强化传热、减阻、抗生物黏附、微流控等领域。目前超滑表面研究仍存在重要挑战,例如如何避免润滑油的挥发带来的性能退化、如何针对各种材质和结构设计合适的加工工艺制备微纳结构等,这些问题限制了超滑表面的广泛应用。本文综述了超滑表面的制备工艺以及应用,分析了现存的问题,并且对超滑表面未来的发展趋势进行了展望。     

数字核酸扩增检测技术的研究与应用进展

近年来,微纳尺度流体控制技术由于具备实现多相、多步和平行反应的优势,已成为传统分析手段的首选的补充和替代方法.其与核酸扩增方法的完美结合,有效推动了数字核酸扩增检测(Digital nucleic acid detection,dNAD)技术的建立与发展.作为可实现单分子水平检测的分析方法,dNAD技术已成为分子诊断领域重要的组成部分.本文回顾了dNAD技术的发展历程,阐述了其检测原理,以及相比于传统方法的优势,对其最新研究与应用进展进行了综述,并对其未来的发展进行了展望.     

一种基于介质上电润湿效应的免疫检测芯片研究

利用微机械加工技术,在ITO玻璃上设计制作了基于介质上电润湿效应的以离散液滴为对象的免疫检测芯片,对芯片的液滴驱动特性、免疫反应参数进行了测试,并对小鼠IgG和羊抗鼠IgG-HRP进行了初步的免疫测试.研究结果表明,在电压<100 V的时候,接触角测量值基本上和预测曲线吻合,在>100 V的情况下出现了接触角饱和现象,在芯片上实现了液滴操纵,120 V时得到最大平均速度为3.75 mm/s;该芯片可以实现免疫反应检测,所需样品体积为0.5 μL,检测时间约为20 min,对于羊抗鼠IgG-HRP实验系统的检测范围为0.1～20 mg/L.     

微乳液增敏巯基葡聚糖凝胶分离富集邻氯苯基荧光酮光度法测定痕量镉的研究

研究了微乳液介质存在下 ,在pH=10.8硼砂 -NaOH的缓冲溶液中 ,镉与邻氯苯基荧光酮 (o_CPF)显色生成稳定的1∶3配合物 ,在600nm处摩尔吸光系数为1.1×105L·mol -1·cm -1 ,镉含量在0～0.8mg/L范围内符合比耳定律。采用巯基葡聚糖凝胶分离富集 ,消除了共存离子的干扰 ,显著提高了方法的选择性和灵敏度 ,该方法成功地用于测定水样和发样中的痕量镉 ,结果的相对标准偏差均小于5.2 % ,回收率在92 %～105 %之间。     

中孔分子筛SBA-15-NH2 分离富集火焰原子吸收光谱法测定烟花中痕量钯的研究与应用

建立了中孔分子筛SBA-15-NH2分离富集火焰原子吸收光谱法测定痕量钯的新方法,探讨了中孔分子筛SBA-15-NH2材料吸附钯的原理和最佳条件.在pH 3.0、温度为(15±1) ℃的条件下,钯可被该材料定量吸附,其吸附容量为1.21 mg/g.吸附的钯用饱和硫脲溶液洗脱,并用火焰原子吸收法测定洗脱的钯.该方法测定钯的检出限为0.59 μg/L(3σ,n=11),线性范围为0.002 ～1.2 mg/L,加标回收率为98% ～107%.对0.05 mg/L的Pd2+溶液平行测定7次,RSD为2.24%.方法用于烟花中痕量钯的测定,结果满意.     

一种合页型纸基微流控芯片用于铅离子的裸眼定量检测

本文构建了一种结合DNA水凝胶的合页型纸基微流控芯片(HPMC),用于灵敏检测Pb²⁺.该芯片由DNA水凝胶敏感阀门和纸基毛细微通道两部分组成,水凝胶阀门在Pb²⁺的作用下控制被测液进入毛细微通道的速度,通过肉眼读取被测液在一定时间内流过毛细微通道的距离,无需外接设备即可实现Pb²⁺的定量检测.该HPMC能实现不同浓度(1～500 nmol/L) Pb²⁺溶液的裸眼定量检测,检测限为0.3 nmol/L.通过对化妆品中Pb²⁺的定量检测证明了该装置的实用性,为现场检测Pb²⁺提供了一个快速、便携、灵敏和高选择性的可视化平台.