微流控纸芯片的加工及其分析应用的实验设计*

设计了一个使用喷墨打印法加工微流控纸芯片的实验,在经烷基烯酮二聚体(AKD)的正己烷溶液浸泡过的滤纸上,以三乙醇胺溶液为打印墨水,用喷墨打印机打印出设计好的芯片图案。滤纸加热后,打印区域呈现亲水性,非打印区域为疏水性,从而制备出纸芯片,用该纸芯片通过数字比色法实现了亚硝酸根离子的定量测定。该实验不使用昂贵仪器设备,易普及。通过实验,促使学生了解微流控芯片这一前沿科学技术,锻炼学生细致、灵巧的动手能力,激发学生科技创新活力。     

微流控芯片快速鉴定多重细菌

建立了一种用于多重细菌鉴定的微流控芯片分析方法。在芯片上实现细菌进样、培养和鉴定,结合培养池阵列的空间分辨力以及菌种特异性显色培养基的颜色分辨力,可以实现多重细菌检测。实验选用4种泌尿系统感染常见病原菌作为模拟测试对象,结果显示,这种芯片方法在15 h内可完成细菌鉴定,检测限可达101cfu/mL。临床样本测试结果显示,芯片方法可以实现4种细菌同步鉴定,检测结果与传统方法的一致性达到96.3%。这种微流控细菌鉴定方法简便快速,有望发展成为细菌检测的有力工具。     

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。     

蛋白质/多肽的微流控二维芯片电泳*

在微流控芯片上构建多维分离系统,为蛋白质组学研究提供了一个有发展前景的高效分离分析技术平台。本文介绍了二维芯片电泳系统耦联模式选取及正交性评价的方法;综述了针对蛋白质/多肽分离分析的各种耦联模式微流控二维芯片电泳分析系统,如胶束电动力学色谱（MEKC）与毛细管区带电泳（CZE）,开管电色谱（OECE）与CZE,等电聚焦（IEF）与CZE, IEF与SDS毛细管凝胶电泳（CGE）, SDS-CGE与MEKC等。特别对二维电泳芯片切换接口的类型进行了分类,探讨了用于微流控二维芯片电泳系统的检测技术,并展望了微流控二维电泳芯片在蛋白质组学研究中的应用前景和发展方向。     

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。     

微流控芯片的研究及产业化

以大连研究团队的近期工作为基础,结合2015年末召开的“深圳-大连微流控芯片及其产业化战略研讨会”内容,扼要阐述作者对近期微流控芯片的研究及产业化的基本看法.鉴于微流控芯片研究的主流已从平台构建和方法发展转为不同领域的广泛应用,本文重点介绍了微流控芯片在现代生物化学分析、即时诊断、材料筛选-材料合成以及组织-器官仿生等4个应用领域的研究趋势,讨论了3D打印技术的崛起对微流控芯片的影响和挑战,阐述了微流控芯片作为当代极为重要的新兴科学技术平台和国家层面产业转型的潜在战略领域,在全球范围内产业化的发展势头.全文引用文献69篇.     

基于微流控纸芯片-显色法快速测定全血中尿酸的含量

提出了基于微流控纸芯片-显色法快速测定全血中尿酸含量的方法。使用喷蜡打印机将设计的微通道网格打印在色谱纸上,经过加热处理得到微流控纸芯片。在微流控纸芯片I区(样品预处理区)滴加3.2μL 0.10 g·mL^-1乙二胺四乙酸(EDTA)溶液和4.8μL 0.015 g·mL^-1壳聚糖溶液,干燥,得到微流控纸芯片检测平台。全血样品与磷酸盐缓冲液(pH 7.4)按体积比1∶4混合,分取混合溶液13μL滴加至I区,红细胞与血浆在壳聚糖和EDTA的凝集作用下发生分离,血浆流动至II区(显色区);待血浆完全铺满II区后,滴加3μL三氯化铁和邻二氮菲的混合溶液,静置反应2 min,用手机拍照,采用Photoshop CS2软件分析显色区的颜色强度,得到RGB值(红、绿、蓝三色叠加值),根据标准曲线计算尿酸含量。结果表明：全血中葡萄糖等常见还原性物质均不影响尿酸含量的测定;尿酸浓度在0.05～0.85 mmol·L^-1内与RGB值呈线性关系,检出限(3.3s/k)为0.03 mmol·L^-1。方法用于实际全血样品分...     

微流控PCR芯片的研究进展

基因是人类的遗传密码,人类个体之间只有万分之一的基因不相同,却导致了人与人之间丰富的差异.了解这种差异对于科学研究具有巨大的应用价值.PCR是基因研究中常用的手段之一,但传统PCR仪存在反应时间长、能量消耗大、不便于集成与携带等缺陷,微流控技术与PCR结合可以有效缩小反应体系,提高反应效率,且易于集成化与微型化.本文按照微流控PCR芯片的结构分类,详细介绍了微池型、连续流动型PCR芯片,以及电泳、荧光、电化学和DNA杂交阵列等检测方法,并在最后进行了总结与展望.     

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.     

微流控芯片分析及其在酶抑制剂筛选中的应用*

微流控芯片以其消耗少、易于微型化和集成化等优点在酶分析领域占有重要地位。近年来随着新检测技术的不断出现,酶抑制剂筛选芯片的结构也从简单的“混合-反应”和“分离-检测”,变得更加多样化和多功能化。微流控芯片上分子固定化酶、细胞培养等技术的进步为微流控芯片上实现酶抑制剂的高通量和高内涵筛选带来了巨大优势。本文对用于酶分析的微流控芯片的种类和构型进行简介和归纳总结,重点讨论和综述了其在酶抑制剂筛选中的应用及其最新研究进展。     

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.     

生命分析微流控芯片的多尺度应用:从分子水平到个体水平

微流控芯片技术是多学科、多领域交叉的新兴分析技术,具有微型化、集成化、高通量、低消耗、高灵敏、分析速度快等特点。如今,微流控芯片技术已发展成为自然科学研究中不可或缺的技术平台,展现出巨大的优势,尤其在生命科学研究中得到了广泛应用。该文概述了近年来微流控芯片技术在分子水平、细胞水平、组织器官水平和生物个体水平等多个尺度上的应用,并对其发展前景进行了展望。     

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.     

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.     

基于单螺旋微流控芯片的细菌气溶胶的高效富集

设计了一种单螺旋通道的聚二甲基硅氧烷(Poly(dimethylsiloxane),PDMS)微流控芯片,用于副溶血性弧菌气溶胶的快速有效富集。该芯片的特征在于其通道呈螺旋分布,且通道内部含有均匀分布的鱼骨形结构。结果表明,在不同富集时间段内,采用该芯片方法捕获的细菌总数均远高于传统落板法。对于传统落板法无法有效捕获的低浓度样本(10~4CFU/mL)的缺陷,该方法的优势在于:芯片内部的螺旋通道可增大对气溶胶中微生物的离心力;鱼骨形结构的设计增加了待测样品与芯片内壁间的接触几率。此外,以无鱼骨形的螺旋芯片作为对照,验证了鱼骨形结构对于高效富集的意义。此芯片设计巧妙、易于制备、高效便携、富集效果较好,在气溶胶污染严重的水产加工等场所具有较大的应用前景。     

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。     

基于微流控芯片的CD4+T淋巴细胞计数检测

CD4 +T淋巴细胞是人体免疫缺陷病毒(HIV)的主要感染细胞,慢性HIV感染者逐渐耗尽CD4 +T淋巴细胞,使免疫系统变弱,导致获得性免疫缺陷综合症(AIDS),因此,CD4 +T淋巴细胞的数量对HIV/AIDS的诊断和治疗至关重要。全球范围内HIV/AIDS正处于快速增长期,现有的CD4 +T淋巴细胞计数检测方法由于仪器昂贵、操作复杂、检测成本高,不利于疾病诊疗的普及与推广。为实现低成本、方便、快捷的临床检测,基于微流控芯片的CD4 +T淋巴细胞计数检测方法与技术的研究正日益受到人们的重视。本文在回顾传统CD4 +T淋巴细胞检测方法的基础上,综述、归纳了基于微流控芯片的CD4 +T淋巴细胞计数方法,在全面分析其技术特点的基础上,进一步评述了其综合性能、适用范围、及典型优缺点。最后,本文针对基于微流控芯片的CD4 +T淋巴细胞计数检测技术的发展趋势及商业化应用前景进行了讨论和展望。     

基于复合型微流控芯片的紫外检测电泳分析系统的优化及应用

我们^[1]于2002年提出了复合型微流控芯片的紫外检测电泳分析系统.该系统具有简单可行和通用性好等优点,但也存在分离效果不佳的缺点..     

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.