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。     

微流控芯片中磁珠表面免疫反应动力学研究

微流控芯片中磁珠作为固相载体的免疫分析得到了非常广泛的应用,了解磁珠表面动力学行为对于磁免疫分析技术的改进与提高具有重要意义。本文建立了一种实时监测微流控芯片中磁珠表面免疫反应的方法,探究了微流控芯片中流速和分析物浓度对磁珠表面偶联的小鼠IgG和溶液中Cy3标记的羊抗小鼠IgG反应动力学的影响,并获得相应的结合和解离速率常数,分别为7.9×104 L·mol-1·s-1,和1.7×10-4 s-1。     

集成光芯片的电光性能测试方法

为了提高中低精度光纤陀螺工程化批产过程中的一致性和合格率,降低筛选成本,初步定量研究了铌酸锂集成光芯片的附加损耗、光克尔效应、分光比和偏振效应等重要参数对陀螺性能的影响和优化方法,并提出了电光性能的具体测试方法。通过输入特定方波、锯齿波、方波加阶梯波,可从输出波形上进行直观的判断,并可进一步给出性能优劣的量化指标,能够较为准确地进行芯片筛选,提高工艺水平。此项研究成果对铌酸锂集成光芯片的相关标准进行了补充,不仅可以帮助光纤陀螺的制作单位进行更合理可行的器件筛选,还可以帮助芯片的生产单位完善相应的参数测试工作,提高合格率。     

运动控制的数字随动系统

介绍了采用数字随动系统解决模拟伺服回路的设计技术，即选用智能化运动控制处理器用于无刷或有刷直流电动机控制。这种技术具有实时采集，操作简单，可靠性高，精度高等优点，在导航系统、雷达系统、火炮系统、汽车等领域具有广阔的发展前景。     

基于FPGA ARM的高速U盘记录仪的设计

为了满足对高速串行数据长时间实时显示存储的要求,提出了一种采用FPGA+ARM作为主控制器结合大容量Flash缓冲的设计方案;系统前端采用FPGA串并转换并控制Flash进行数据采集,后端采用ARM进行实时显示存储;该系统采集速率高,能够采集高达8.45 Mbps的输入数据,存储容量可扩;系统是针对两路输入速度高达460 800 bps的串行数据而设计的,经测试验证,数据存储可靠稳定,可广泛应用于飞行装置上。     

气体动力学直接模拟Monte Carlo的高效GPU并行计算

实现了基于计算统一设备架构(CUDA)的直接模拟Monte Carlo(DSMC)并行算法,改进了原有多图形处理器(GPU)数据之间传输并行算法,数值模拟计算二维Couette流和二维顶盖驱动方腔流,定量比较了CPU、单GPU和多GPU并行计算的结果和计算时间.结果表明单GPU并行计算相对CPU计算的加速效果可以达到10~30倍,双GPU并行计算加速效果可以达到40~60倍,多GPU并行计算的加速效率接近100%,且计算精度能够得到良好保证.     

基于声表面波技术实现数字微流体多基片间输运

建立了声表面波实现多基片间输运微流体的新方法.由3个128(0)YX-LiNbO3压电基片组成,一个基片为接口基片,另两个为工作基片,每个基片光刻一个中心频率为27.5 MHz叉指换能器和一个反射栅.采用微量进样器将待输运的数字微流体进样到工作基片2,调节接口基片使得其与工作基片2位于同一高度,并使其间隙尽可能小,在工...     

糖胺聚糖的荧光标记及其与硫酸软骨素抗体的相互作用

以1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺为催化剂,将糖胺聚糖(肝素、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素A,B,C,D,E)中糖醛酸的羧基与氨基荧光素中氨基偶联,分别得到各荧光标记糖胺聚糖.将标记糖胺聚糖用点样仪点在硝酸纤维素包被玻璃芯片上,分别探讨其在硝酸纤维素薄膜上的保留率及其与硫酸软骨素抗体(克隆...     

微全分析系统在环境污染物检测中的研究与应用

环境污染物的高效检测是分析领域关注的焦点,微全分析系统(μTAS)为现代环境监测提供了良好的技术平台和新的技术途径.本文综述了近年来μTAS在小分子环境样品检测和分析方面的研究进展,重点针对有机磷类、含硝基化合物、酚类、氨基甲酸酯类、芳香胺等有机污染物,各类阴离子和金属阳离子等无机污染物,氮氧化物、二氧化硫、硫化氢、甲...     

基于液滴微流控接口的高效液相色谱-毛细管电泳二维分离平台初探

蛋白质组体系的高度复杂性需要更高分辨率的多维分离技术。近年兴起的液滴技术在微纳尺度样品操控方面具有微体积、低扩散、无返混等独特优势,有望为多维分离平台的接口提供解决方案。通过采用不同结构的液滴微流控芯片可以实现“液滴生成”与“油相排除”功能,进行样品由连续流-非连续流-连续流的高效转移,将不同的分离模式进行二维耦联。本研究利用液滴作为接口技术耦联高效液相色谱与毛细管电泳构建二维分离系统,以蛋白质降解的复杂多肽混合物为样品,考察了液滴接口二维分离平台的可行性和有效性,并获得3000以上的峰容量,初步展示了该接口技术在多维分离分析领域的应用潜力。