微流控芯片操纵传输及实时监测单细胞量子释放

微流控芯片技术用于细胞生化分析已引起了广泛关注.Harrison等首次在微流控芯片上对细胞群体进行操纵、传输及反应.yang等在微流控芯片上操纵细胞群体的排列,并用荧光检测细胞群体摄取钙的反应.至今还未见到微流控芯片对单个细胞进行操纵传输、定位及实时监测的报道.单细胞受激释放的监测对探索生物体神经传导具有重要意义.     

微流控芯片系统在单细胞研究中的应用

微流控芯片具有网络式通道结构,扩展了在细胞和亚细胞水平进行生命科学研究的能力,为单细胞研究提供了一个新的平台.在微流控芯片通道中,人们利用气压、液压和电压,或利用介电电泳、光学陷阱、行波介电电泳以及磁场等技术,可以操纵细胞通过或驻留在通道内的任意位置,从而使单细胞计数、筛选以及胞内组分分析等操作大大简化.本文对微流控芯片系统在血液流变学、单细胞操纵与计数以及单细胞胞内组分分析中的应用进行了综述,介绍了用于单细胞研究的多种微芯片系统,讨论了芯片上进行单细胞操纵的各种方法     

微流控芯片测定单细胞内化学组分的进展

细胞是生命的基本单元。由于细胞的个体差异,传统分析群体细胞的方法难以得到单细胞的重要信息。准确可靠地测定单细胞内化学组分的含量能大大提高从正常细胞中辨别不正常细胞的能力,为进一步研究和发展生物化学、医学和临床检验等领域奠定基础。近年来,用微流控芯片进行单细胞分析已引起广泛的兴趣。微流控芯片可以集成单细胞进样、溶膜、电泳分离胞内化学组分和高灵敏度测定等一系列操作步骤,为分析单细胞内的化学组分提供了新的技术平台。本文主要综述了近年来微流控芯片测定单细胞内化学组分的进展。重点在于利用电渗流、压力结合电渗流和激光镊子等技术操控单细胞在微流控芯片上完成单细胞进样、溶膜、细胞内化学组分的电泳分离和高灵敏度测定等一系列操作步骤。对在微流控芯片上的衍生技术也做了较为详细的阐述。     

单细胞分析的研究

单细胞分析是分析化学、生物学和医学之间渗透发展形成的跨学科前沿领域。近年来,毛细管电泳及微流控芯片用于单细胞分析已取得显著进展,特别表现在微流控芯片用于细胞的培养、分选、操纵、定位、分离及检测细胞的组分,实时监测细胞释放,及高通量阵列检测等方面。芯片的单元操作可根据需要灵活组合,显示出其独特的优点。本文重点介绍作者研究组的工作,并对近三年来国内外在毛细管电泳及芯片毛细管电泳用于单细胞分析的新进展进行评论。最后从毛细管电泳与微流控芯片、微流控芯片与细胞界面以及量子点用于探测活细胞等方面,展望了单细胞分析的发展前景。     

基于微流控技术的单细胞生物物理特性表征

单细胞水平的生物物理特性表征,可有效阐明细胞的功能和状态,揭示细胞的单体差异性,对于细胞的分化和病理研究,以及疾病的早期临床诊断和治疗具有非常重要的意义。由于具有与细胞尺度相匹配的微米级腔道,微流控芯片比传统生化方法更适合单细胞样本的微环境精确控制、高通量定向操纵及多参数非特异性检测,已成为单细胞表征与分析的一项重要技术平台。本文总结了基于微流控技术的单细胞生物物理特性表征方法及其应用的最新进展,着重分析微流控芯片在常规方法难以达成的单细胞和高通量研究中的独特优势,最后探讨了微流控单细胞生物物理特性检测芯片在临床应用中面临的挑战和未来的发展动向,并提出一种新型的单细胞多参数同时表征的微流控分析器件。     

微流控芯片上的细胞分析研究进展

近年来,微流控分析系统(μTAS)在生物细胞分离领域的发展引起了广泛的关注。微流控芯片的微米级尺寸的通道适合于单细胞样品的引入、操控、反应、分离和检测,已经在微芯片上实现了上述功能,并将这些功能集成在具备毛细管电泳分离功能的微芯片上。     

微流控SERS芯片的设计制备及其在细菌检测中的应用

微流控芯片分析平台与表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)光谱分析方法结合,充分利用了SERS法所具备的样品前处理简便、检测无损、成分辨识度高以及适宜水环境检测等优点,在生化分析检测领域备受关注。微流控SERS芯片设计及芯片上SERS增强基质的制备是构建微流控SERS芯片分析方法和系统的关键,也是提高检测灵敏度和可重复性的核心问题。该文在介绍微流控SERS芯片的基本构型和功能的基础上,重点综述了微流控SERS芯片上SERS基质的制备方法及其测试效果。基于微电子机械系统(Micro-Electro-mechanical-System,MEMS)加工技术制备的SERS基质,具有纳米粒径有序可控、便于集成制备但增强基质材料种类有限的特点;基于化学沉积和自组装等理化方法制备的SERS基质具有基质种类易拓展、成本低、与微流控通道结合方法灵活等特点。在这些基础上构建的微流控SERS芯片及其分析测试方法和系统,在细菌等许多生化检测领域显示出强大的发展潜力。     

微流控技术应用于细胞分析的研究进展

微流控技术由于其固有的优势已发展成为细胞分析中一个强有力的工具.本文从微流控芯片上的细胞培养、细胞微环境的模拟和控制、单细胞分析、芯片器官以及微流控芯片与质谱联用技术等方面对微流控技术在细胞分析研究中的应用进展进行了介绍,并对这一技术的发展前景进行了总结和展望,希望能为相关研究的开展提供启发.     

数字微流控技术及其在生物分析中的应用

数字微流控技术是一种基于微电极阵列来实现离散液滴精确控制的新型液滴操纵技术。这种基于介电润湿现象实现的液滴电操纵体系,相比于传统微流控芯片具有自动化、可寻址、可动态配置、易集成等特点。该文介绍了数字微流控技术液滴驱动原理,总结了芯片的结构和常用的制作方法,举例阐述了现阶段该技术在生物分析化学领域的应用,并对其应用前景做了展望。     

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.     

3D打印微流控芯片技术研究进展

近年来,微流控技术在生命科学和医学诊断等领域得到广泛的应用,显示出了其在检测速度、精度以及试剂损耗等方面相比传统方法的显著优势.然而,使用从半导体加工技术继承而来的微加工技术制作微流控芯片具有比较高的资金和技术门槛,在一定程度上阻碍了微流控技术的推广和应用.近年来随着3D打印技术的兴起,越来越多的研究者尝试使用3D打印技术加工微流控芯片.相比于传统的微加工技术,3D打印微流控芯片技术显示出了其设计加工快速、材料适应性广、成本低廉等优势.本文针对近年来国内外在3D打印微流控芯片领域的最新进展进行了综述,着重介绍了采用微立体光刻、熔融沉积成型以及喷墨打印等3D打印技术加工制作微流控芯片的方法,以及这些微流控芯片在分析化学、生命科学、医学诊断等领域的应用,并对3D打印微流控芯片技术未来的发展进行了展望.     

微流控芯片上细胞培养与分析方法研究进展

微流控芯片以其强大的微流体和微小物质控制能力成为研究单细胞、细胞群落乃至生物组织的重要手段。在本篇综述中,我们将以微流控芯片上细胞体外培养模型的建立为主,对近几年来重要的研究工作加以评述,全面地介绍微流控技术在细胞生命科学研究中应用的优势和未来发展方向,具体包括微流控芯片的细胞操控能力、细胞培养微环境的构建以及芯片联用检测手段,希望为从事这一领域研究工作的读者提供一些新的思路。     

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。     

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。     

微流控芯片上细胞相互作用及质谱联用分析方法研究

细胞分析在生命科学领域中占有重要地位,为了解决常规细胞分析中遇到的难于操纵、成分复杂且含量微小、无法提供复杂微尺度生长环境等问题。微流控芯片技术的出现,从很大程度上克服了这些难点。微流控芯片由于自身微尺寸的特点,具有试剂消耗量小、分析速度快、便于集成化,微型化和自动化程度高等优势,已被广泛应用于分析化学、生命科学等领域。近年来,微流控芯片技术在细胞分析中的研究受到了越来越广泛的关注。清华大学化学系林金明教授     

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.     

基于表面增强拉曼光谱微流控芯片的研究进展

微流控芯片实验室是一种以在微米尺度的空间中对流体进行操控为主要特征的技术,具有灵活集成多种单元技术,降低样品消耗量等优势。拉曼光谱是一项重要的现代光谱技术,被广泛应用于化学、物理和生物科学等诸多学科领域,基于纳米银或金粒子的表面增强拉曼(SERS)技术具有非常高的灵敏度,可对环境中的污染物和生物分析样品进行痕量分析。该文主要对表面增强拉曼光谱微流控芯片领域的研究进展进行总结,包括纳米粒子合成、芯片设计以及常见的传感器类型,介绍了其在生命科学、环境监测等领域的应用,显示了其广阔的应用前景。     

基于微流控芯片电泳分离双链DNA片段的新方法研究

近年来,随着微流控芯片分析技术的兴起,微芯片电泳技术在DNA片段的分离和测序方面的应用也越来越频繁.利用微流控芯片较为成熟的加工技术,建立可以应用于基因测序方面的DNA片段的分离方法研究具有积极意义.     

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。     

微流控技术在生命分析化学中的应用进展

微流控分析系统与宏观条件下的分析体系相比,具有样品和试剂消耗小、传质传热效率高、生物相容性较好、高通量并行分析、功能单元集成化、微型化及自动化控制等特点,在分析化学尤其是生命分析化学领域得到了广泛应用。本文以涉及细胞的微流控技术为切入点,主要介绍了近五年来微流控芯片相关技术的发展,如芯片材料与制作技术、表面改性技术和液滴技术等,并简单总结微流控技术在药物筛选和细胞分析等生命分析化学领域的研究应用进展。