微流控芯片在单细胞捕获中的应用

 单细胞捕获是单细胞水平研究的前提和重要组成部分。微流控芯片通常具有与细胞尺寸相当的微通道结构,并能操控纳升至皮升级的极小体积流体,非常适用于高通量的单细胞捕获,加上微流控芯片能够将其他多种操作单元集成在一起,为单细胞分析提供了一种效率高、消耗低的研究平台。概述并对比了多种涉及流体力学、光、电、磁、声等领域的微流控单细胞捕获技术的原理和应用,展望了其未来的研究方向。     

基于液滴微流控芯片的单细胞分离

开发基于静电场力和集成微电极的微液滴操控技术以实现单细胞的分离.结合微流控技术的发展,设计并制作了以有机聚合物PDMS( polydinethylsiloxane)为材料的具有流聚焦结构的芯片,利用流聚焦结构的芯片,通过改变分散相和连续相的流速,制备包裹着悬浮癌细胞( HCT116)的海藻酸钠凝胶溶液微液滴,并对其包裹细胞数目进行统计分析,其中包裹单细胞的微液滴少于总液滴数的10％.受到液滴自带电现象的启发,通过集成微电极到微流控芯片中,利用电压脉冲产生静电场力,实现了单颗单细胞微液滴的电分离和富集.     

微流控芯片上全自动单细胞电动操控技术

发明了一种基于尺寸差异的单细胞全自动操控微流控芯片装置,可全自动检测细胞的大小,并对目标细胞进行全自动的电动操控。本装置主要由微流控芯片、差分放大器、继电器、数据采集卡以及计算机等组成。当细胞通过微流控芯片的电阻脉冲检测(RPS)的检测区时,会产生一个一定幅值的脉冲信号,计算机会根据设定的信号幅值自动识别出目标细胞,并控制继电器的通断电,继电器通电后,继电器所在通道内会产生电渗流,从而将目标细胞输运至该收集通道。系统具有全自动操控和分选精度高等突出优点,非常适合于操控样品中少量的目标细胞,如循环肿瘤细胞等。     

微流控芯片下的单细胞轮廓定位与提取

微流控芯片可实现单细胞分析,而对单个细胞分析,能够掌握更准确更全面的细胞信息,可以克服以往群体分析中平均结果对个别信息掩盖的局限性,对疾病的早期预防和诊断具有重要的科学意义。本文根据早期癌症细胞通过微流控芯片中的弯道时变形与正常细胞不同的理论,采用Grabcut和Snake相融合的单细胞图像分割算法来精确定位和提取单细胞轮廓,实现单细胞的形变分析。首先,本文在图像分割之前引入Perona-Malik模型,增强图像边缘的同时减弱噪声,使定位更加准确。其次,利用Canny和Snake模型获得Grabcut初始化矩形框。最后,通过Grabcut算法实时精确地提取单细胞轮廓。实验结果表明:本文算法结合了Snake算法和Grabcut算法的优点,在无人工交互的条件下,细胞轮廓平均正确分割率达到93.7%,能够满足医学单细胞分析的要求。     

一步法快速分离鉴定肿瘤干细胞的单细胞微流控芯片

应用多层软光刻技术, 以聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为芯片材料, 制作一种新型的可用于单细胞鉴定研究的微流控芯片（60 mm×40 mm×4 mm）. 将肺癌细胞A549无血清悬浮培养富集肿瘤干细胞, 制成单细胞悬液, 与逆转录 聚合酶链式反应(RT PCR)的反应液混合后通入芯片, 细胞随机分布在2 048个微腔室中裂解并进行RT PCR. 该芯片集细胞捕获、 分离、 裂解及聚合酶链式反应(PCR)于一体, 实现了一步法快速鉴定肿瘤干细胞的目的, 通过统计阳性小室数可计算出肿瘤细胞中肿瘤干细胞的比例.     

微流控芯片化学发光检测色氨酸

近年来,微流控芯片化学发光检测作为一种新型联用分析技术,发展非常迅速[1～3].以鲁米诺作为衍生试剂,戊二醛作交联剂,建立了微流控芯片化学发光检测色氨酸的新方法.优化了电泳分离条件(缓冲溶液种类、进样时间及分离电压)、化学发光检测条件(H2O2的浓度、K3Fe(CN)6的浓度及NaOH的浓度)和衍生反应条件.     

微流控芯片检测技术的研究进展

本文简单总结了光学检测法、电化学检测法和质谱检测法三种微流控芯片检测技术,并介绍了近几年微流控芯片检测技术的研究进展。     

PDMS微流控芯片加工技术研究

对PDMS微流控芯片的制作流程、封装方法和结构特征进行了探讨,并提出了相应的解决方案。     

多器官微流控芯片技术及其应用

器官微流控芯片技术通过模拟人体器官内环境来实现接近体内的体外细胞培养.基于微流控芯片器官模型的发展,构建多器官芯片整合的微流控系统为研究器官之间物质(如药物和外源性污染物)的代谢作用提供了崭新的平台.本文从不同的多细胞共培养系统角度介绍了构建多器官微流控芯片模型以及在预测和评估药物代谢及其对人体毒性测试等领域的应用,并对多器官微流控芯片技术的发展进行总结和展望.     

单胞藻浓缩、保藏及应用技术的初步研究

本文报道以明矾等为浓缩剂,对多种单细胞藻类进行浓缩和再培养,在比较的基础上,得出各种藻的较适浓缩剂及浓缩剂量。同时将浓缩的藻类经低温数月保存后,进行三级扩种培养和对中国对虾幼体及褶皱臂尾轮虫进行直接投喂效果试验,结果表明与常规培养藻无差异。     

基于单片机与改进PID的智能电液伺服控制系统研究

为了实现对电液伺服系统进行快速、准确以及较为平稳的控制,提出了基于单片机与改进PID的智能电液伺服控制系统。通过对电液伺服系统的主要组成进行分析,并根据液压控制理论,得出了电液伺服系统中电液伺服阀等机构的数学模型。利用MSP单片机作为主控器,以接收位移传感器采集到的实时位移值,根据该值对电液伺服阀的开度进行控制。引入PID控制器,通过神经网络算法对PID控制器进行改进,设计电液伺服控制系统的控制策略,以实现电液伺服控制系统的智能化。通过Matlab/Simulink软件对所提方法进行了仿真实验,结果显示,所提方法不仅能够较为快速、准确地对电液伺服系统进行控制,而且控制过程较为平稳,具有良好的控制效果。     

三点式晶闸管逆变器及单片机控制

主要讨论了以麦氏换流线路为基础构成的一种新型晶闸管三点式ＰＷＭ逆变器的拓扑结构、原理、特点，以及８０９８单片机的控制方式．对于同样的基波和谐波成分要求，三点式ＰＷＭ逆变器的开关频率比两点式低得多，开关损耗大大减小，为利用国产化晶闸管实现大容量、高性能价格比的变频器提供了条件．     

一种基于单片机实现的数字滤波器设计

数字滤波器具有滤波效果好、改变灵活等优点 ,因而应用的越来越多 ,但其运算复杂 ,限制了其使用范围 .本文通过对数字滤波器的研究 ,设计了一种简单实用的滤波算法 ,提出了基于单片机的数字滤波器的实现方法     

IBM PC机与单片机的通讯接口技术

IBM PC机与单片机通讯的硬件电路、软件接口以及提高通讯可靠性的措施。     

基于单片机的精密定位伺服系统

详细介绍了在于单片机的定位伺服系统的硬件结构，讨论了数字调节器的离散化设计原理，描述了主程序流程及其控制功能，实验结果表明了系统设计的合理和功能设计有灵活性。     

基于EDA技术的出租车费计价单片系统

本文介绍了出租车费计价电路的组成与工作原理,简述了在EDA平台上用单片CPLD器件构成该数字系统的设计思想和实现过程。