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.     

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.     

基于流动聚焦微流控芯片的液晶微滴制备及传感响应分析

针对限制液晶微滴生物传感响应性能的微滴尺寸不均一的问题,设计了流动聚焦微流控芯片结构,系统研究了单分散液晶微滴光学探针的制备方法及传感响应特性。以向列型液晶为分散相,十二烷基硫酸钠/聚乙烯醇混合液为连续相,通过控制流动聚焦时两相流速来调节影响液晶微滴生成的不同流动模式。测试并分析了两相流速、连续相粘度、孔口宽度等参数对液晶微滴尺寸的影响及其内在机制。利用不同尺寸的液晶微滴为传感探针,检测并分析了肝肠疾病的潜在标志物脱氧胆酸。结果表明,当液晶微滴尺寸从38μm增加到77μm时,脱氧胆酸的检出限从(383䥺SymbolqB@23.6)μmol/L降低到(140䥺SymbolqB@14.1)μmol/L。     

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。     

基于微流控双水相液滴流酶促反应的尿素检测

以简单、快速的微流控酶促反应方法实现了尿素浓度的可视化检测。 在微流控双水相液滴流动中,利用脲酶水解尿素生成碳酸铵使液滴内的中性红指示剂变色,并对液滴颜色强度进行分析来确定待测样品中尿素的浓度,检测范围可达到0~50 mg/mL。 双水相体系克服了传统油水分析检测平台生物相容性低的缺陷。 液滴流以较少的试剂消耗、极大的比表面积、微米级的扩散距离大大提高了反应速率,导致了较快的分析检测速度,将检测时间缩短为20 s左右。 为应用化学领域的尿素快速分析检测提供借鉴和参考。     

热重-流动载气液滴微吸附体系的建立及其应用于卷烟纸的热解产物分析

将液相微萃取技术用于流动载气条件下热重逸出组分的吸附,自行设计和建立了热重-流动载气液滴微吸附(TG-GFSDMA)联用装置,并结合气相色谱-质谱(GC-MS),建立了可以进行热重逸出组分分析的检测系统.使用该系统并结合划分温度段连续取样法,研究了卷烟纸在主失重区的热失重行为及其热解逸出产物,并考察了热重载气流量对液滴...     

流动型微流控PCR扩增芯片的研究

组装了由注射泵进样系统、微流控芯片和三温区加热器组成的流动型PCR扩增系统,该系统具有扩增速度快、交叉污染小、芯片可重复使用和操作方便等特点.优化了芯片厚度、隔热材料和流速等影响PCR扩增的因素.在4.9min内经24个循环成功地扩增了浓度为1ng/100μL的λ-DNA(500bp).     

纸基微流控技术及其在食品安全检测中的研究进展

纸基微流控技术(PADs)是一种在微米尺度的纸基芯片上进行样品制备、反应、分离、检测的技术,具有材料便宜、制作简单、易回收、结构多样、试剂消耗少、环保可降解等特点,在食品安全快速检测领域具有实用价值.该文对纸芯片制备、流体操控及检测模式进行了介绍.首先阐述了纸芯片功能化改性方法及生物分子的固定方式,总结了经处理后的纸...     

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。     

基于显色法的纸基微流控芯片用于水中的三氮检测

硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮(简称"三氮")是水体中的主要污染物,目前我国的地表水和浅层地下水中普遍存在三氮污染问题。本研究将显色法与纸基微流控技术结合,制备了单通道纸基微流控芯片,在优化的反应条件下,分别对3种含氮化合物进行检测,亚硝酸盐、硝酸盐和氨氮的检出限分别为0.001 mmol/L、 1 mmol/L和1 mg/L;在实际样本的检测中,3种样本的加标回收率均在95.4%～114.9%之内。其次,通过合理的结构设计将分别用于3种含氮化合物检测的单通道纸基微流控芯片集成于一体,制备出用于三氮同时检测的多通道纸基微流控芯片,多通道纸基微流控芯片的检测结果与单通道纸基微流控芯片的检测结果具有良好的一致性。本研究提出的基于显色法的多通道纸基微流控芯片可对水中的三氮进行同时检测,并且,此芯片具有成本低廉、灵敏度高和便于操作等特点,适用于现场快速检测,有望在资源匮乏的水源污染地区推广。     

微流控芯片液滴生成与检测技术研究进展

微流控芯片液滴技术是一种操控微小体积液体的新技术,既可实现高通量微观样本的生成及控制,也可进行独立液滴的操作.分散的微液滴单元可作为理想的微反应器,在生物医药中的药物筛选、材料筛选和高附加值微颗粒材料合成领域展现出巨大的应用潜力.液滴微流控芯片是利用流体剪切力的改变,使互不相溶的两相流体在其界面处生成稳定、有序的液滴,...     

微流控液滴技术:微液滴生成与操控

微液滴技术因具有高通量两相分割分离能力,吸引众多不同领域研究者的关注.本文回顾了微流控液滴技术领域的一些基本技术思路,涉及微液滴的流控生成方法,包括水动力法、电动法、气动法、光控法等,以及液滴生成后的操控技术,如液滴定向位移、融合、裂分、混合、分选、捕获等,同时对这些方法作了简要评述.     

CFD Simulation of Droplet Formation in a Wide-Type Microfluidic T-Junction

Droplet formation in a wide-type microfluidic T-junction was studied using the computational fluid dynamics (CFD) method. Two distinct regimes of droplet formation were confirmed: dripping and jetting; and, at both regimes, droplet size decreases with an increase in capillary number. CFD simulation demonstrated that droplet formation in the T-junction can be divided into three steps: droplet emergence and growing up; separation with the disperse phase; and detachment from the channel wall. The wettability of the channel wall significantly affects the process of droplet detachment from the channel wall; also, the simulation clearly showed that droplets can be formed only when the continuous phase fluid preferentially wets the channel wall, that is, its contact angle on the wall is smaller than 90°. Finally, the CFD study verified that the disperse phase flow rate can significantly affect the droplet size as well as the mechanism of droplet formation.     

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。     

DNA片段分选微流控芯片发展现状

新一代测序速度越来越快,费用不断降低,但整个流程中还有不少瓶颈.最耗时且影响测序准确度和重复性的环节之一,就是在文库制备过程中,对打断的大量基因组DNA片段进行基于传统凝胶电泳的手工操作筛选.近几年市场上出现了几种目标片段自动分选仪器,并迅速被多家国际知名测序中心引入测试,从而引起了广泛关注.本文评述了DNA片段分选发展经历,包括凝胶电泳、毛细管电泳、特别是微流控芯片在分选精度和通量上的不断提升,并简要论述了DNA分选目前尚存在的问题.     

硫化学反应体系中的振荡与斑图形成

硫化学非线性反应体系是非线性化学的一个重要部分,在均相和反应扩散介质中均表现复杂自组织现象,尤其该类体系在前沿波作用、迷宫波及倍增分裂波研究和近几年斑图系统设计的突破起着关键作用。根据参与的物种数量将硫化学反应体系分为简单的两组分和三组分反应体系两大类。本文重点介绍了近三十年来这两类硫化学振荡器和反应-扩散斑图的研究进展,简述了该类反应体系在生物及其软物质领域的应用。最后,对硫化学振荡体系研究中存在的问题进行了探讨,并对今后的研究方向进行了展望。     

微流控芯片上的颗粒被动聚焦技术

微流控芯片上的颗粒聚焦技术已广泛用于生物、化学、工程和医疗等领域.精确的聚焦过程是计数、检测或分选等应用的关键预处理步骤.颗粒聚焦技术根据是否引入外部能场和鞘流,分为主动聚焦、被动聚焦和鞘流辅助聚焦.被动聚焦利用流体的惯性、黏弹性等特性操控颗粒在流体中的平衡位置,拥有结构简单、高通量、生物兼容、低成本和无标记等多重优点...     

Electrochemical Detection of Droplets in Microfluidic Devices: Simultaneous Determination of Velocity,Size and Content

Microfluidic devices were designed to electrochemically detect in a two‐phase flow the velocity, size and content of aqueous droplets containing redox species. The principle of these determinations is based on the analysis of a unique chronoamperometric response recorded during the passage of a droplet over channel microelectrodes. Two configurations of electrochemical cell with different geometries were investigated both theoretically and experimentally. Velocity and size of droplets, as well as internal recirculating convection within droplets, were evaluated from chronoamperometric curves by specific transition times depending on the cell configuration. In addition, the droplet content was probed from the Faradaic current controlled by mass transport and by internal hydrodynamic regime. For droplet velocity and size, experimental data were systematically compared to optical measurements. All the results demonstrated the high performance of the electrochemical detection reached under these conditions. They successfully validate the concept of self‐consistent electrochemical detections of aqueous droplets within microchannels for the simultaneous determination of their velocity, size and content.     

A Concentric Ring Electrode for a Wall‐jet Cell in a Microfluidic Device

A concentric ring array electrode that amplifies the current signal without redox cycling has been developed for highly sensitive electrochemical detection at a single potential in a microfluidic platform. Herein, the effect of ring‐electrode width on the current and current density was examined. A ring‐array electrode with widths that decrease from the inner to the outer ring was shown to exhibit the highest sensitivity. This electrode delivered a current density that was approximately 50 % higher than that of a conventionally used disc electrode. We used numerical simulations to further optimize this type of array electrode, which led to a limit of detection for catechol of 6.2 nmol/L. This ring array electrode has great potential for use in a variety of applications because it can be used to detect irreversible targets with a simple apparatus at a single potential and requires no electrode modification to achieve high sensitivity.