分子筛修饰微流控芯片的研究和应用

基于微电子机械系统(Microelectreomechanical System,MEMS)技术研究发展起来的微全分析系统(Micro Total Analysis System,μTAS)是近10年迅速发展起来的一种崭新的微生化分析系统[1].现在也称其为实验室芯片(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片(Microfluidic Chip)等.     

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.     

微流控芯片应用进展

微机械加工技术的发展促进了微全分析系统(μTAS)的广泛发展。芯片实验室具有多种单元技术灵活组合和大规模集成的特点,并且反应时间快,样品消耗小,反应速率高,从而广泛应用于各个研究领域。本文将主要从微流控芯片在蛋白质、核酸、细胞培养、临床诊断等方面的应用进行综述。     

微液滴微流控芯片:微液滴的形成、操纵和应用

微流控芯片中形成的微液滴粒径均一、可控,与传统的连续流体系相比,具有能实现试剂的快速混合、通量更高等优点.本文介绍了微流控芯片中由微通道控制的微液滴的形成、分裂、合并、混合、分选和捕获等微液滴操纵技术,以及微液滴技术在纳米粒子、聚合物微粒的合成、纳米粒子自组装、蛋白质结晶研究和DNA、细胞分析等领域的研究进展.     

微流控芯片细胞实验室

以作者所在课题组近年开展的研究工作为基础,阐述了微流控芯片细胞实验室的平台特征,并从细胞个体、群体和多细胞生命体研究等三个方面概述微流控芯片细胞实验室的应用对象特征,显示其在生物医学领域的应用前景。     

微流控芯片中微液滴的操控及其应用

微流控芯片中微液滴的操控方法主要有多相流法、电润湿法、热毛细管法、介电电泳法和气动法;应用范围包括乳化、混合、包埋、萃取、微反应器以及生物鉴定等。论文展望了微液滴的发展前景。     

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.     

微流控芯片二维电泳研究进展

综述了微流控芯片二维电泳技术及其在生命科学中的应用,包括胶束电动力学毛细管色谱(MEKC)与毛细管区带电泳(CZE)、等电聚焦(IEF)与CZE、开管电色谱(OCEC)与CZE耦联等模式的二维微流控芯片。展望了二维微流控芯片的应用前景。     

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。     

微流控技术与芯片实验室

作为芯片实验室的典型代表性技术,微流控技术发展迅速,目前已经成为一门涵盖了从分离分析、分子生物学研究到生物医学诊断的交叉学科。本文主要归纳了微流控芯片技术的基本概念、发展概况、构建方法,以及在生物学应用领域的最新研究进展,特别介绍了在单细胞研究领域以及面向最终应用的生物医学诊断方面的典型技术。     

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。     

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.     

Construction of Tumor Tissue Array on An Open-Access Microfluidic Chip

An open-access microfluidic chip which enabled automatic cell distribution and complex multi-step operations was developed. The microfluidic chip featured a key structure in which a nanoporous membrane was sandwiched by a cell culture chamber array layer and a corresponding media reservoir array layer. The microfluidic approach took advantage of the characteristics of nanoporous membrane. On one side, this membrane permitted the flow of air but not liquid, thus acting as a flow-stop valve to enable automatic cell distribution. On the other side, it allowed diffusion-based media exchange and thus, mimicked the endothelial layer. In synergy with a liquid transferring platform, the open-access microfluidic system enabled complex multi-step operations involving medium exchange, drug treatment, and cell viability testing. By using this microfluidic protocol, a 10 × 10 tissue arrays was constructed in 90 s, followed by schedule-dependent drug testing. Morphological and immunohistochemical assays results indicated that the resultant tumor tissue was faithful to that in vivo. Drug testing assays showed that the microfluidic tissue array promised multi-step cell assays under biomimetic microenvironment, thus providing an advantageous tool for cell research.     

用于提取外周血DNA微流控样品预处理芯片的研制

基于固相萃取原理和微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)技术研制了一种多孔氧化硅微流控样品预处理芯片, 并利用具有大比表面积的多孔氧化硅作为提取DNA的固相载体, 从而大大提高了DNA的提取产率. 分析了影响DNA提取产率的因素, 改进了芯片制备工艺和DNA提取实验方案, 成功地提取了小鼠外周血DNA, 提取产率为24 ng/(μL全血), 达到商用试剂盒水平. 同时以该DNA作为PCR扩增模板, 扩增效果良好.     

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.     

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。     

Prototypical Nonelectrochemical Method for Surface Regeneration of an Integrated Electrode in a PDMS Microfluidic Chip

Abstract

A prototypical method for surface regeneration of an integrated electrode in a microfluidic chip is demonstrated. A platinum wire as working electrode was mounted in a polydimethylsiloxane chip vertical to the chip through the channel. The regeneration of the electrode was easily achieved by drawing the platinum wire out for 5 mm, because the area exposed to the channel or the stream would be altered. With continuous motion, the wire electrode can maintain a fresh surface just like a dropping mercury electrode. The current–time curve and open circuit potential (OCP) of dopamine solution show the performance of this prototypical system.     

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。     

基于毛细管电泳及微流控芯片的药物提取分离技术

近年来,在提取分离方面出现了许多新技术和新方法.其中毛细管电泳和微流控芯片技术以其微量、高效、快速等特点,在药物提取分离中已渐显优势.该文对基于毛细管电泳和微流控芯片的两相电泳技术、微流控液液萃取技术、微流控固液萃取技术、微流控过滤式分离技术、微流控膜分离技术在药物分离提取中的应用进行了综述.     

芯动时刻——基于微流控芯片的科普实验方案*

依托微流控芯片高效、低耗、微尺度等优势,在微通道体系中设计演示酸碱中和、配位、氧化还原等经典实验。通过微尺度下的多相层流、界面反应和径向扩散等效应,建立以界面扩散为主导的演示实验,全过程以慢镜头的谱带方式展现出来,令反应直观易懂,该实验操作简单,并兼具多学科知识交叉。在本设计教学应用中,针对高中生、本科生和专科生知识背景差异,可在普通实验条件下分级进行,对不同层次的学生进行针对性训练,实验操作难度低、试剂用量少(数毫升)、时间短(数分钟)、场地小,兼顾绿色与安全,适合在各本专科院校及中学的实验教学中普及开展。