面向创新型拔尖人才培养的化学专业实践教学平台构建与实践

以学生为中心,以提升育人质量为动力,以培养创新型化学专业拔尖人才为目标,建设了化学专业实践教学平台。通过设置前置课程、后置课程的方法建设了依次递进的化学本科专业实践教学模块;将科研和生产实践真实情景融入课堂,创设了独具特色的校内实践实训中心;建立了产学研用深度融合、能力导向型实践教学联动机制,提高了实践教学活动的系统性,增强了学生独立思考、躬行实践的能力,夯实了知行合一、求实创新的专业基础。

小型可连续进样微流控芯片分析仪的研制

报道了一种结构简单、可连续进样的小型微流控芯片分析仪的研制。顺序注射分析系统通过芯片上制作的接口将试样连续引入芯片 ,并采用自行设计的紧凑型光纤式激光诱导荧光检测器进行检测。该仪器用于芯片毛细管电泳分离实验室合成Cy5荧光染料 ,实现了连续进样和换样。峰高RSD为 1 .9% (n=1 1 ) ,试样通量 3 5 h ;相邻试样携出 <4%。

重力驱动小型滴汞泵的研究

提出了一种以重力为驱动力的小型滴汞泵,该泵主要由2个结构相同的储汞腔、一段8cm长的毛细管(200μm i.d.)和连接管三部分组成.分析了滴汞泵的工作原理;讨论了滴汞泵的设计思路和影响泵性能的各种因素,包括汞液位差、滴汞毛细管内径和长度、负载流阻、储汞腔水平截面积等;测试了滴汞泵的流速、泵压等性能参数.该泵体积小,无能耗,无需机械活动部件,可通过倾斜泵体方便地调节流速,通过上下翻转泵体可实现滴汞泵反复长期使用.连续工作4 h,流速在1.09～1.34μL/min之间,平均流速1.22μL/min,流速精度RSD为4.0%,测得泵压为4.5kPa.

基于热阻梯度加热系统的温度梯度芯片毛细管电泳用于DNA突变检测

建立了一种简单、可靠的空间温度梯度芯片毛细管电泳DNA突变分析系统,制作了热阻呈梯度均匀变化的硅橡胶(PDMS)基片,利用其热阻变化对热传导的影响,在基片表面形成稳定的空间温度梯度.通过改变PDMS基片的厚度差,可得到范围不同的温度梯度,且形成的温度梯度在6h内保持稳定.利用该温度梯度加热装置对玻璃微流控芯片进行加热,在10℃温度梯度范围内对209bp的DNA突变标准样品进行分离检测,单次样品分析时间为8.3min,并成功用于3例大肠癌患者石蜡组织切片中K-ras基因突变的检测.

微流控芯片系统中测温及控温装置的研制

报道了一种结构简单、成本低、操作方便、应用于微流控芯片系统中温度测量及温度控制的装置。该系统以CCD摄像机、荧光显微镜及图像采集卡构成的非接触荧光指示剂测温装置,实现了微流体空间温度分布测量以及随时间变化的温度测量。提出了以透明氧化铟锡薄膜玻璃作为加热元件,采用PID控制算法的温度控制平台,稳态时温度控制精度可达到±0.1℃。采用该测温和控温装置研究了玻璃微流控芯片微通道内溶液温度在空间上和随时间的变化情况,结果表明该方法简单、有效,可达到μm级的空间分辨率和ms级的时间分辨率。

微流控液液萃取-液液波导集成化分析系统

利用溴化1-丁基-3-甲基咪唑离子液体/碳酸钠溶液双水相体系,实现了多相层流液液萃取.以具有较高折射率的离子液体为液芯,较低折射率的盐溶液为包层,实现了液液波导吸光度检测.据此建立了一种液液萃取与液液波导检测集成化的微流控分析系统.该系统对甲酚红试样的萃取率在93%以上,对甲酚红试样检测的线性范围为0.01～0.40 mg/mL,相对标准偏差为3.4%（n=11）,检出限为3.8μg/mL（3σ）.该系统将萃取分离与液液波导长光程吸光度检测集成在一起,为拓展吸光度检测在微流控系统中的应用提供了新思路.

微型化在化学科学发展中的战略地位

本文论述了微型化在化学科学未来发展中的战略作用和潜力,强调了微流控技术在生物和药物化学分析及大规模平行化学反应等领域发展中的重要性,并预测微型化将极大改善化学系统的效率、成本、安全性和灵活性等。

微流控芯片流动注射气体扩散分离光度测定系统的研究

提出了纳升级进样量的微流控芯片流动注射气体扩散分离光度检测系统.制作三层结构微流控芯片,在玻璃片上加工微反应通道,用聚二甲基硅氧烷[Poly(dimethylsiloxane),PDMS]加工气体渗透膜和具有接收气体微通道的底片,实现了生成气体的化学反应、气-液分离和检测在同一微芯片上的集成化.采用缝管阵列纳升流动注射进样系统连续进样,用吸光度法测定NH4+以验证系统性能.结果表明,该系统对NH4+的检出限为140μmol/L(3σ),峰高精度为3.7%(n=9).在进样时间12s、注入载流48s和每次进样消耗200nL试样条件下,系统分析通量可达60样/h.若加大样品量到800nL,使接收溶液停流1min,该系统对NH4+的检出限可达到35μmol/L(3σ),但分析通量降低到20样/h.

PDMS气动微型蠕动泵的有限元分析

聚二甲基硅氧烷(PDMS)气动微型蠕动泵具有结构和制作方法简单、复制速度快、成本低、易于和其他微流控器件集成的优点。通过对PDMS气动微型蠕动泵的结构和工作原理的分析,利用ANSYS软件对PDMS薄膜的形变状态和不同气压所引起的液体流速的变化进行了分析和研究,提出液体沟道剖面的几何形状为弧形和适当的制动气压是微泵实现液体输运的关键。

顺序注射-液芯波导-激光诱导荧光微流控电泳系统分析脱氧核糖核酸

报道了一种基于液芯波导的小型激光诱导荧光微流控分析系统及其在分离检测DNA样品中的应用。使用6 cm长Teflon AF涂覆的石英毛细管作为液芯波导管,同时作为电泳分离通道和荧光检测光路,将分离后样品的荧光信号传送到检测器。半导体激光器(LD)作为激发光源,产生的荧光信号在波导管出口收集。设计了一种特殊的出口储液池,直接使用滤光片作为液池的后壁并置于光电倍增管(PMT)窗口处,从而使全部检测系统仅由LD、LCW、滤光片和PMT四部件组成,达到了结构最简化。使用顺序注射(SI)系统实现了自动样品更新,该系统通过一种改进结构的可消除气泡的接口与微流控系统联接。采用这种联用系统实现了溴化乙锭(EB)标记的X174-HaeⅢ裂解液中11个脱氧核糖核酸片段的分离和聚合酶链反应扩增样品的检测。

顺序注射-液芯波导H-通道芯片联用系统DNA片段的毛细管电泳分离激光诱导荧光检测

毛细管电泳微流控芯片分离-激光诱导荧光(LIF)检测DNA片段是近年来微流控分析系统中研究得较为成功的领域,该方向的研究成果极大地促进了微流控分析系统的发展.在相关的报道中,待分析样品和系统运行溶液仍然主要使用手工操作.本文使用顺序注射(SI)系统对溶液体系进行自动化操作,通过简化光学系统的微流控分析系统联用以实现全系统的自动化操作,并用该联用系统对DNA片段进行了研究.……

微加工芯片式流通池在顺序注射可更新表面反射光谱检测中的应用

提出了一种以湿法蚀刻技术制备的用于流动注射 (FI)或顺序注射 (SI)进样可更新表面检测的芯片式流通池 ,并将此流通池与SI系统及检测器相匹配 ,用于顺序注射可更新表面 (SI RST)反射光谱法检测 .流通池由两片玻璃封接而成 ,流通池通道蚀刻在玻璃基片上 .流通池通过多股双岔光纤分别与光源、检测器相耦合 ,以实现对微珠表面的反射光谱法检测 .将此SI RST反射光谱法检测系统用于对锌的检测 。

聚二甲基硅氧烷气动微型蠕动泵制作工艺的研究

聚二甲基硅氧烷(PDMS)气动微型泵由3个PDMS气动微阀构成,依靠3个微阀的蠕动作用实现输运液体的作用。PDMS气动微泵的关键制作工艺是液体通道的弧形化和PDMS层之间、PDMS层与玻璃基片之间的封接。实验证明AZ4620正性光刻胶所制作的阳模能形成剖面形状呈弧形的液体通道。采用等离子体氧化处理法封接技术实现了PDMS层之间、PDMS层与玻璃基片之间的封接,该工艺易操作,封接速度快,而且封接效果好。

铝箔亲水抗蚀有机膜的制备及亲水性表征

空调换热器用的铝箔亲水有机膜具有良好的亲水性和抗蚀性，通过流水实验、干湿循环和而腐蚀实验表明，水接触角大约３０°，亲水性持久，膜与铝箔结合牢固．能明显延长铝箔的使用寿命，使空调换热器减少和消除水桥，制冷量提高．

微泵驱动的微流控芯片流动注射气体扩散分离系统的研究(英文)

本文提出一种毛细-蒸发作用力微泵作为液流驱动力的微流控芯片流动注射气体扩散分离检测系统,该系统可以连续、选择性地检测溶液中的NH+4。微流控芯片为六层结构,包含五层聚二甲基硅氧烷(PDMS)及一层玻璃。采用PDMS加工透气膜,并与其它PDMS层和玻璃层通过等离子体处理后封接。液芯波导管用作检测流通池,以提高检测光程。通过检测溶液中NH+4验证了微流控流动注射系统的性能。系统的检出限(3σ)为40μmol·L-1,分析通量可达60h-1,试样消耗仅100nL。

银的流动注射蒸气发生原子吸收光谱分析初步研究

对银的流动注射蒸气发生原子吸收光谱分析方法进行了初步研究。首次观察到银可在流动注射氢化物发生条件下生成挥发性气态物质。经过对银气态物质发生的化学条件如样品和载流溶液酸度、硼氢化钠浓度等以及流动注射参数如反应管道长度、进样体积、载流和试剂溶液流速、载气流速等的优化，初步建立了银的蒸气发生原子吸收光谱分析方法。在５００μＬ试样和１４０／ｈ的采样频率下得到０．５μｇ／ＬＡｇ的检出限（３σ），测定的ＲＳＤ为１．８％（５０μｇ／Ｌ，ｎ＝１１）。初步研究了共存离子的干扰，自来水、水库水中加入银的回收率为９３％～１０１％。