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。     

微型全分析系统

系统阐述了分析化学新兴研究领域微型全化学分析系统（μ－ＴＡＳ）的概念和原理,并对其应用现状及发展趋势进行了综述。     

复合式微流控芯片上阴离子型固相萃取微柱柱性能分析

利用原位聚合法在玻璃微管道内制备阴离子交换型固相萃取(SPE)微柱,以NO2^-为分析对象,针对NaNO2-KI—Luminol发光体系设计微流控芯片,并将SPE微柱与微流控芯片连接起来组建成带有SPE微柱的复合式微流控芯片。分析了SPE微柱对NO2^-的吸附保留与富集作用,在复合式微流控芯片上,实现了NO2^-的进样、分离富集和检测,通过漏点曲线和交换容量两种方法分析了SPE微柱的柱容量。为控制SPE微柱的最大进样体积提供有利保障,并实现了食品中NO2^-的在线分离富集与检测。     

多功能芯片对合成样本中肝癌细胞HepG2的测试研究

设计并制作了一种集多孔流分离(Multi-orifice flow fractionation,MOFF)技术与磁捕获技术于一体的用于特异性分离和捕获合成样本中肝癌细胞HepG2的多功能微流控细胞芯片.此芯片由玻璃基片和PDMS微通道盖片组成,PDMS盖片上含有3条进样通道、MOFF分离区和六边形腔体的细胞富集检测区.其中,MOFF分离区总长20 mm,由80组长度为0.18 mm、深度为50μm、收缩区域宽度为0.06 mm、扩张区域宽度为0.20 mm的半菱形收缩/扩张重复单元组成,每组收缩/扩张重复单元间的夹角为103.0°.实验以肝癌细胞HepG2-血细胞混悬液为样本;根据磁珠表面修饰c-Met抗体能与肝癌细胞HepG2特异性结合的原理,通过表面羧基化的磁珠、EDC(1 mg/mL)、NHS(1 mg/mL)和c-Met抗体制备了浓度为50μg/mL的免疫磁珠(Anti-MNCs)悬浮液.在样本流速为50μL/min条件下,利用外加磁场实现了血细胞合成样本中微量肝癌细胞HepG2的有效捕获;采用微波加热法以柠檬酸、硫脲为原料制备了用于荧光标记HepG2的碳量子点,在芯片上实现了血液中肝癌细胞HepG2的原位荧光可视化观测.对芯片检测区捕获到的HepG2进行了显微计数分析,对500μL血细胞(107 cell/mL)中含10个HepG2细胞的合成样本,捕获效率达到88.5%±6.7%(n=20).结果表明,所设计的多模式多功能的微流控芯片具有良好的肿瘤细胞分离和检测功能.     

微流控芯片电泳电导检测分离分析尿蛋白

基于自行构建的微流控芯片电泳集成非接触式电导检测分析系统,建立了一种集进样、分离与检测为一体的微流控芯片电泳电导检测蛋白质的方法,并用于人白蛋白(HSA)和人转铁蛋白(TRF)两种尿蛋白的分离分析以及肾病综合症病人尿液中白蛋白的定量检测.考察并优化了缓冲液、分离电压、进样方式、进样时间等电泳分离的影响因素,在缓冲液为p...     

高钛炉渣中Ti(Ⅱ)的测定

高钛炉渣中低价钛的测定,对干认识钒钛矿高炉冶炼过程机理、改善工艺流程都有重要意义。至今低价钛合量及分量的测定仍用Табакова的高价铁盐法,尚未见到Ti(Ⅱ)直接测定的报道,本实验用气体容量法直接测定高钛炉渣中Ti(Ⅱ)含量。     

用于细胞检测的微电极传感器设计及传感分析

本文针对肿瘤细胞的活性检测、神经细胞的神经递质检测与巨噬细胞等的氧化损伤检测等细胞检测中的核心问题,简要介绍电化学生化传感器和传感方法在细胞检测领域的应用和发展,重点对不同微电极结构的电化学传感器的设计制作、细胞检测方法及应用进展进行了综述。电化学生化传感器从单一检测电极向集成多功能和阵列式电极发展,从单个电极传感检测模式向芯片集成微电极式传感系统发展,而在其生物相容性、检测限和检测效率等方面尚需进一步提升和拓展。基于微机电系统(MEMS)技术制作的微电极研制,电极表面的多种化学和生物修饰的敏感膜研究,从硅基到聚合物柔性基底电极的材料拓展,小体积、植入式、可穿戴式的电化学生化传感器研制等是目前发展的方向,其在临床检验、精准医疗、运动健康监测、老年健康服务等诸多领域中显示出巨大的应用前景。     

微流控芯片系统中固液双相分离富集技术

发展微流控芯片系统中的分离富集技术，是微全分析系统向集成化、自动化和便携化发展必须突破的瓶颈之一，正逐步成为微全分析系统研究和应用领域的前沿和热点。本文针对重要而且应用广泛的固液双相分离富集技术，详细介绍了过滤式、膜分离式、固相萃取式等不同分离富集操作模式在微流控芯片系统中的应用，对每一种操作模式的特点、研究现状、存在的问题和发展趋势进行了综述。     

微流控芯片上电驱动在线富集技术的研究进展

微流控芯片上电驱动在线富集技术是一种有效提高分析效率、检测灵敏度和降低对检测器要求的技术和方法。本文针对目前微流控芯片分析系统中生化样品的预处理问题,对芯片上电驱动在线富集技术进行了分析讨论,介绍了等速电泳、等电聚焦、场放大和介电电泳的样品预富集技术在微流控芯片上的实现与应用,并对每一种技术的原理、特点、存在的问题、近年发展的状况和发展趋势进行了综述。     

基于阵列微流控细胞芯片的植物组分抗氧化活性分析

设计并制作了一种集成有8个重复6×6细胞培养单元的阵列微流控细胞芯片,以实现细胞培养和系列植物组分的细胞抗氧化活性(Cellular antioxidant activity,CAA)分析.芯片主要包含聚二甲基硅烷盖片、288个圆形培养腔体,48个独立平行通道的玻璃基底层,一次可完成8个样本的6个浓度筛选,并可在酶标仪上实现测试.槲皮素、芦丁和山奈酚等植物组分与芯片上培养的细胞作用24 h,细胞存活率大于90％.以芯片上培养的人肝癌细胞HepG2为细胞载体,以2',7'-二氯荧光素-乙酰乙酸酯(2',7'-Dichlorofluorescin diace-tate,DCFH-DA)为荧光探针,采用2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(2,2'-azobis(2-amidinopropane)dihydrochlo-ride,ABAP)为细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)引发剂,测得槲皮素、芦丁、山奈酚等植物组分的CAA unit分别为71.42±0.19、74.31 ±0.36和69.92±0.09((x)±s,n=3),IC50分别为(7.20±0.06) μmol/L,(52.06±0.14) μmol/L,(32.55±0.03) μmol/L((x)±s,n=3).