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。     

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。     

微流控芯片技术在蛋白质分析中的应用进展

近年来,微流控芯片技术取得了显著的发展。随着微电子及微机械等制作技术的不断进步,高通量、高效、快速、低成本的微流控分析芯片在蛋白质和多肽分析方面获得了令人瞩目的成果。本文主要介绍了微流控芯片在蛋白质组学分析研究的应用和发展。引用文献52篇。     

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.     

浓度梯度微流控芯片在药物筛选中的应用

微流控芯片技术作为21世纪极具代表性的微型分析平台技术之一,以其试剂消耗低、分析微型化、可集成化、易于控制、自动化和良好的生物相容性等优点而成为研究热点,在生物、医学、食品和环境等多个领域都有杰出表现,尤其是药物筛选领域.其中备受关注的浓度梯度微流控芯片更是取得了显著成果.本文综述了近年来用于药物筛选的浓度梯度纸基芯片...     

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。     

惯性效应在微流控芯片中的应用

作为一种操控粒子或流体的新技术,基于流体惯性的操控技术已被应用于微流控芯片中粒子的输运、分选、聚焦及试样的混合和反应等操作,而在微尺度惯性效应基础上的惯性微流控芯片由于具有高通量、无需外场介入、低成本、易集成及微型化等众多优点,可用于解决医疗诊断、生化分析、合成化学及环境监测等领域的检测分析和微量操控问题,因此对该技术的机理及应用研究已成为目前微流控技术领域一个重要的研究热点。本文在介绍惯性微流控芯片机理及其研究进展的同时,从惯性聚焦、惯性分选及基于Dean流的微混合器和微流控光学器件等几个方面对惯性微流控芯片的最新应用研究进展进行了较为详细的介绍和分析比较。在此基础上,分析了惯性微流控芯片的局限和未来需要解决的问题。     

微流控芯片在食品安全分析中的应用进展

微流控芯片技术可以实现从样品处理到检测的微型化、自动化、集成化及便携化,因而在食品安全检测方面展现出强大的发展活力。目前微流控芯片技术在农药残留、兽药残留、重金属、食品添加剂等食品安全检测方面已取得了一系列重要进展。该文着重介绍了微流控芯片技术在食品安全分析中的研究进展,并展望了其在食品安全分析中的应用前景。     

微流控芯片技术及在药物分析中的应用研究进展

微流控芯片由于具有试剂和样品用量少、分析速度快、分离效率高、体积小等优点,近几年发展迅速,已应用于医药、化学和生物等领域.本文就微流控芯片的最新研究进展以及它在药物分析中的应用作简要的综述.引用参考文献58篇.     

微流控芯片电泳技术在临床检测中的新进展

微流控芯片电泳技术作为一种消耗少、速度快、效率高的分析技术,可同时实现便携化、集成化、高通量,在临床检测中发挥着重要作用。该文综述了近年来微流控芯片电泳技术在临床应用方面的研究进展,主要包括微流控芯片电泳技术在小分子、氨基酸、蛋白质、核酸、细胞等方面的应用近况。同时,介绍了一种崭露头角的基于大管电泳技术的大通道电泳微流控芯片技术,最后对微流控芯片电泳技术实现临床分析进行了展望。     

聚二甲基硅氧烷高聚物微流控芯片的制作与功能性修饰及其在手性分子识别中的应用

以紫外光作为光源,实现了聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片的不可逆键合.同时实现了通道表面修饰的前处理,在PDMS芯片通道中修饰了手性分子识别剂β-CD.并用于苯并类和联苯类药物的手性拆分.采用紫外检测可获得很髙的信噪比.     

Microchip electrophoresis of DNA following preconcentration at photopatterned gel membranes

Rapid separation of nucleic acids by microchip electrophoresis could streamline many biological applications, but conventional chip injection strategies offer limited sample stacking, and thus limited sensitivity of detection. We demonstrate the use of photopatterned polyacrylamide membranes in a glass microfluidic device, with or without fixed negative charges, for preconcentration of double-stranded DNA prior to electrophoretic separation to enhance detection limits. We compared performance of the two membrane formulations (neutral or negatively charged) as a function of DNA fragment size, preconcentration time, and preconcentration field strength, with the intent of optimizing preconcentration performance without degrading the subsequent electrophoretic separation. Little size-dependent bias was observed for either membrane formulation when concentrating dsDNA > 100 bp in length, while the negatively charged membrane more effectively blocks passage of single-stranded oligonucleotide DNA (20-mer ssDNA). Baseline resolution of a six-band dye-labeled ladder with fragments 100-2000 bp in size was obtained in <120 s of separation time, with peak efficiencies in the range of 2000-15,000 plates/cm, and detection limits as low as 1 pM per single dye-labeled fragment. The degree of preconcentration is tunable by at least 49-fold, although the efficiency of preconcentration was found to have diminishing returns at high field and/or long times. The neutral membrane was found to be more robust than the negatively charged membrane, with approximately 2.5-fold larger peak area during the subsequent separation, and less decrease in resolution upon increasing the preconcentration field strength.     

介电电泳芯片及其在细胞分析中的应用

简要阐述了在交流和直流电压电场中,介电电泳(DEP)芯片进行细胞分离富集的机理.按照驱动电场的差异对DEP芯片进行了分类,分析和比较了DEP芯片微电极的叉指电极、抛物线电极、堡式电极、三维电极等典型结构.特别对近年来DEP芯片在单细胞分析、细胞分离与富集以及临床细胞分析中的应用进展进行了综述,并对其应用前景和发展方向进行了展望.     

PDMS夹心式电泳微芯片的研究

电泳微芯片由于具有自动化程度高、试剂消耗少和分析速度快等优点,目前已经成为微全分析系统研究的热点.     

电驱动与阳离子交换膜在脱氧核糖核酸捕获浓缩中的应用

基于电驱动特性与离子交换膜的选择透过性,构建了新型、无损伤的脱氧核糖核酸(DNA)捕获浓缩装置。以λ-DNA为模型化合物,探究其在自组装装置中的富集特性,优化了实验条件,对浓缩液进行凝胶电泳实验以考察DNA是否变性,并进行聚合酶链反应,以证明本方法回收的DNA可供进一步的生物分析。结果表明:本装置在低电压条件下能够无损伤地捕获DNA,浓缩液可用于进一步的生物分析,DNA的富集倍数达62倍,回收率达46%。本方法操作简便,避免使用大量有机试剂,微型化可与生物芯片联用,在DNA萃取、纯化与浓缩领域有较大的应用空间。     

Analysis of Sources of Error in Quantitation of Purified DNA Fragments and Unpurified PCR Products by DNA Microchip Electrophoresis

We have investigated the accuracy and reproducibility of DNA quantitation on the DNA Lab-Chip and the relationship of these to the size and concentration of the DNA fragments. We found that quantitation of small DNA fragments, i.e. less than 200 bp, suffers from high relative error which can be improved by using an internal standard of similar size to the sample. The effects of trace chloride ion on quantitation error and sensitivity of the DNA Lab-Chip were also studied, and it was revealed that 0.2 mM chloride ion reduces quantitation sensitivity by 30% and increases the relative error. We also studied the effects of purification on quantitation errors in analysis of PCR products from cloning vector pUC118 and showed that use of an unpurified sample reduces chip sensitivity by 25%.Dedicated to Professor K. Jinno on the occasion of his 60^th birthday.Revised: 9 December 2004 and 17 January 2005     

基于微流控芯片的磁性没食子酸丙酯分子印迹聚合物的制备及应用

以3-(甲基丙烯酸酰氧)丙基三甲氧基硅烷修饰的Fe3O4为载体,没食子酸丙酯为模板分子,采用表面印迹技术制备了核壳结构的磁性没食子酸丙酯分子印迹聚合物(Fe3O4@SiO2-MIPS),并将该磁性分子印迹聚合物作为吸附剂引入到微流控芯片中,与HPLC联用,实现对痕量酚类抗氧化剂的分离富集.采用扫描电镜、磁滞回线、热重分析、红外光谱及X射线衍射对该磁性分子印迹聚合物表征.在最佳萃取条件下(样品体积3 mL,样品溶液pH=5.0,样品流速为0.5 mL./min,洗脱液流速为0.3 mL/min),该聚合物对酚类抗氧化剂具有较强的富集作用.3种酚类抗氧化剂在10～5000 ng/mL范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数均大于0.9901,日内和日间相对标准偏差(n=5)分别低于2.8％和3.5％.将本方法用于化妆水中酚类抗氧化剂的分析检测,加标回收率在87.9％ ～ 104.0％之间,相对标准偏差(n=3)小于3.7％.     

螺旋通道微流控PCR芯片连续自动扩增DNA片段的研究

研制了由内向外流动的螺旋通道微流控PCR玻璃芯片,减少了PCR反应液在微通道中流动时的分散和阻力;讨论了扩增循环数和进样速度对长片段基因扩增的影响,在26min内成功扩增了质量浓度仅为10ng/mL的6012bpλ-DNA;通过将小孔径石英毛细管作为顺序注射(SI)系统的连接管路,使其死体积降到0.30μL.实现了微升级样品的自动换样、连续PCR扩增和微通道洗涤等功能.样品间无交叉污染.每小时可扩增500bpλ-DNA试样7个.扩增产物片段大小和荧光强度的相对标准偏差分别为0.4%和6.7%.     

DNA Separation by Microchip Electrophoresis Using Copolymers of Poly(vinylpyrrolidone) and Hydroxyethylcellulose

Copolymers of poly(vinylpyrrolidone) (PVP) and hydroxyethylcellulose (HEC) were synthesized, with PVP to HEC molar ratios of 3:1, 2:1 and 1:1. The copolymers were tested as separation media in DNA fragment separation analysis by microchip electrophoresis (MCE). Separation efficiency over 3.8×10⁵ for 118 bp has been reached by using the bare channels without the additional polymer coating step. Under optimized separation conditions for longer read length DNA sequencing, the separation ability of the copolymers decreased with decreasing (PVP‐co‐HEC) molar ratio from 3:1 to 2:1 and 1:1. In comparison with (PVP‐co‐HEC) 1:1, the copolymer with (PVP‐co‐HEC) 3:1 ratio showed high separation efficiency. By using a 20 g·L^?1 copolymer with (PVP‐co‐HEC) 3:1 ratio, ΦΧ174‐HaeIII digest DNA marker was successfully separated within 3 min.