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。     

基于纳米金催化的血清尿酸纸芯片的构建及应用

建立了一种以纸芯片为平台,利用纳米金(Au NPs)的过氧化物模拟酶特性对血清中尿酸(UA)含量进行快速检测的方法.在改装的中性笔中灌注疏水性材料溶液,直接在滤纸上绘制所需要的图案,经干燥后形成纸芯片.将纳米金、四甲基联苯胺(TMB)和H_2O_2的混合液依次滴加于纸芯片检测区域,无色的TMB被氧化成蓝色,然后将待测样品滴加于蓝色区域,氧化态TMB被还原为无色,根据手机相机记录的检测区域灰度值计算试样中尿酸的浓度.实验优化了纳米金在纸芯片上的用量、反应时间和反应温度等参数,在最优实验条件下,检测尿酸的线性范围为10.6~125 mg/L,检出限为4.64 mg/L,加样回收率为94.8%~108.5%.该方法选择性良好,可用于测定血清样品中尿酸的含量.     

集成化微流控芯片氨基酸分析仪的研究

微全分析系统在新世纪的一个重要发展方向是应用于分析检测仪器的微型化.目前国外商品化的微流控芯片分析仪价格昂贵,体积较大.     

微流控技术在纳米合成中的应用

微流控技术具有微型化、集成化的特点,且所合成产物形貌和单分散性好,已经越来越多的被应用于纳米材料的合成中。 本文对微流体技术在纳米材料合成中的应用做了系统的阐述。 对微流控芯片中流体流动、混合机理进行了介绍,并详细介绍了微流控芯片的制作工艺,展望了微流体技术在合成纳米材料中应用前景。     

芯片毛细管电泳-安培检测系统

由于安培检测具有的高灵敏度、低成本、低能耗、易集成化便携化、与微加工技术匹配等特点,芯片毛细管电泳-安培检测系统（μCE-AD）的研究近年来得到人们广泛的关注。本文结合本课题组的研究工作,对近年来μCE-AD的研究进展进行评述;重点讨论了近年来在芯片的设计、集成化电极的制备、消除分离电压的干扰等方面的进展;同时介绍了利用分离电场拓展检测范围、阵列电极和阵列通道、化学修饰电极的应用、新型进样技术和试样预处理等方面的新成就;最后展望了未来μCE-AD的发展趋势。     

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。     

微流控芯片流体剪切力和肿瘤坏死因子-α共同作用对大鼠软骨细胞表型的影响

流体剪切力是生物体内普遍存在的一种生物力学形式,是细胞微环境的重要组成部分,对细胞多种生物学行为有重要调节作用。该研究以微流控芯片技术为基础,建立了一种基于流阻原理能同时产生4个不同大小流体剪切力的微流控芯片平台,用以研究低流速的流体剪切力对大鼠原代软骨细胞表型维持的影响。结果表明,流体剪切力可促进软骨细胞的表型维持。还加入了肿瘤坏死因子-α(TNF-α),考察流体剪切力和TNF-α共同作用对软骨细胞表型的影响。结果表明,在剪切力和TNF-α共同作用下,软骨细胞的Ⅱ型胶原和蛋白多糖表达明显下调。该研究为软骨组织工程和骨性关节炎的疾病研究提供有力的研究平台,为骨关节疾病治疗和防治提供了理论依据。     

2β-羟基熊果酸的合成及其抗肿瘤活性

以熊果酸为原料,经C-3羟基氧化、C-28羧基苄酯化保护、C-2乙酰化及水解、还原、脱保护得到2β-羟基熊果酸,6步反应的总收率为60.1%。 中间体及目标化合物结构经IR、1H NMR、13C NMR和MS测试技术确证。 以噻唑蓝(MTT)比色法检测2β-羟基熊果酸对人白血病细胞K562及人肺癌细胞A549肿瘤细胞的体外抑制活性,结果表明,对2种肿瘤细胞的生长均表现出一定的抑制作用。     

基于微流控芯片的细胞外囊泡分离技术研究进展

细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是脂质双分子层包绕形成的半球状囊泡。研究表明EVs存在重要的生物学功能,同时EVs排放的数量、种类以及内含蛋白质、脂质或RNA等构成变化与疾病密切相关。EVs的研究将有助于理解其生物学功能和作用机制,同时也有望用于疾病的诊断和治疗,因此拥有巨大的临床应用前景。从复杂的体液样品中分离捕获EVs是实现基于EVs开展医学研究以及临床诊断的前提,但是目前绝大多数的EVs分离捕获仍然是采用传统分离手段,纯度低、效率差,迫切需要高效和高选择性的EVs分离手段。先进的微流控芯片技术具有微型化、集成化和自动化的优势,利用微流控芯片的EVs分离技术研究已成热点,本文围绕相关研究的最新进展进行了综述。     

微流控技术筛选酶抑制剂的研究进展

随着近年新合成或提取的化合物大量涌现,药物筛选朝着快速、高效、高通量方向发展。微流控分析技术具有的分析微型化、高通量化、可集成化和良好的生物相容性等特点,为药物的筛选提供了新的方法和技术平台。本文简要介绍了酶抑制剂筛选,重点评述基于微流控技术筛选酶抑制剂的研究进展。     

近期微流控芯片疾病诊断技术的研究进展

微流控芯片具有液流可控、样品消耗量小、反应速度快、易于集成化等特点,在临床诊断和疾病筛查领域具有广阔的发展前景。本文针对近年来微流控芯片技术在疾病诊断方面的最新研究进展,从疾病标志物检测、细胞筛选和药物代谢研究及疾病诊断微流控芯片装置的发展现状等方面概述其在疾病诊断方面的应用和发展。     

Microfluidic sequential injection analysis system based on polydimethylsiloxane (PDMS) chip with integrated pneumatic-actuated valves

A sequential injection analysis (SIA) system based on polydimethylsiloxane (PDMS) chip with integrated pneumatic-actuated valves was developed. A novel SIA operation mode using multiphase laminar flow effect and pneumatic microvalve control was proposed. The sample and reagent solutions were synchronously loaded and injected in the chip-based sample injection module instead of multi-step sequential injection by a multiposition valve and a reciprocating pump as in conventional SIA system. The sample and reagent injection volumes were reduced to ca. 1.1 nL. The present system has the advantages of simple structure, fast and convenient operation, low sample and reagent consumption, and high degree of integration and automation. The system operation conditions were optimized using fluorescein as model sample. Its feasibility in biological analysis was preliminarily demonstrated in enzyme inhibition assay.     

超支化聚酰胺酯改性聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片的制备及其在生物分子分离检测中的应用

利用亲水性超支化聚酰胺酯通过化学键合的方法对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片的表面进行改性。对改性后PMMA微流控芯片的表面进行了接触角的测定,利用扫描电子显微镜(SEM)和体视显微镜观察了改性后芯片的表面形貌。结果表明,改性后的PMMA微流控芯片表面形成了一层均匀、致密、连续的亲水性涂层,芯片表面的亲水性得到了明显提高,接触角由未改性时的89.9°降低到29.5°。改性后芯片的电渗流较之改性前明显降低。利用芯片对腺苷和L-赖氨酸两种生物分子进行了分离检测。两种生物分子实现了完全分离,所得到的检测峰峰形尖锐,分离清晰。对腺苷和L-赖氨酸的分离柱效(理论塔板数)分别高达8.44×104 塔板/m和9.82×104 塔板/m,分离度(Rs)达到5.31,均远远高于未改性的芯片。改性后的芯片具有良好的分离时间重现性。本研究为提高PMMA微流控芯片的亲水性和应用范围提供了一种新的有效方法。     

微流控芯片电泳快速分离脂蛋白

描述了一种芯片电泳快速分离脂蛋白的方法. 利用自制的微流控芯片及激光诱导荧光技术电泳分离经硝基苯并噁二唑-C₆-酰基鞘胺醇预染的脂蛋白标本, 在40 mmol/L tricine缓冲液(pH 9.4)中加入40 mmol/L甲基葡胺, 在500 V电压下40 s进样, 在2000 V 电压下2 min内完成分离, 可出现低密度脂蛋白(LDL)与高密度脂蛋白(HDL)两条脂蛋白区带, 5次重复性试验其出峰时间变异系数(CV)为2.6%. 本法为高血脂患者提供了一种快速、简便、灵敏、重复性好的诊断方法.     

蛋白质DNA混合微点阵和微流控芯片的整合

在活化的石英片上制作蛋白质和DNA微点阵, 并可逆地将其与含有通道的多聚二甲基硅氧烷弹性橡胶封接在一起, 使蛋白质和DNA微点阵组装在微通道列阵内; 实现在微通道列阵内同时检测和分析蛋白质与DNA的功能. 为了降低多聚二甲基硅氧烷弹性橡胶的疏水性, 增强其生物相容性, 实验通过多聚赖氨酸对多聚二甲基硅氧烷弹性橡胶的修饰, 提高了它的亲水性, 使溶液能够在微通道内顺畅地流通. 实验表明, 这种混合芯片能够提高检测速度和增加检测的信息量.     

磁场控制技术在微流控芯片中的应用

磁场作为除了电场和力场之外的另一个有力的驱动和控制手段,由于不需与溶液接触即可实现对被分析物的操纵,极大降低污染的可能,近年来被越来越广泛地用于微流控芯片系统,尤其在细胞、病毒甚至单分子的捕获、分选以及操纵等方面显示出较大优势。本文综述了微流控芯片系统中磁场控制技术的最新进展,分别从理论分析,磁场加工技术、泵阀的实现,微流体控制和磁分离等方面介绍了该领域近几年的发展状况,并重点分析了微流控芯片磁场操控技术在临床分析和现场检测方面的应用,及其未来发展趋势和需解决的主要问题。     

一种直接测定微流控芯片电渗流速度的新方法

随着微芯片技术的成熟,越来越迫切地需要有一个准确而简洁的电渗流速度的检测方法。根据荧光物质罗丹明123（Rh123）在不同pH缓冲溶液中迁移时间的变化,推导出Rh123在pH 9和10条件下分别有中性分子存在,而中性分子的移动速度等于电渗流速度,因此建立了直接以Rh123中性分子为标记物测定电渗流速度的方法。通过直接检测Rh123中性分子的迁移时间,计算得出所用玻璃微流控芯片在pH 9.3和pH 10.1的电渗流速度为3.9×10-4 cm2/(s·V)和4.1×10-4 cm2/(s·V),与经典方法对照无明显差异。