地表水常规五参数小型在线监测浮标系统

面向地表水域网格化、精细化在线监测的应用需求,针对传统监测浮标体积大、成本高和布设不方便等缺点,设计了一款地表水常规五参数小型化在线监测浮标系统。该监测浮标系统具有体积小、布设简单方便、太阳能自供电和搭载云平台等优点,通过4G网络接入云平台,可为地表水域常规五参数的网格化、精细化在线监测和应急环境监测提供成套监测系统。经过测试,系统整体功耗约为3 W,采样电路准确度可达到±8 mV,供电纹波在200 mV以内、电源转换效率达到75%以上,传感器数值漂移均在量程的2%以内,通信连续性好,可以在湖泊或河流等地表水域长时间稳定工作。

微流控分析芯片在线尿中蛋白及LDH同工酶检测

利用MEMS(微机电系统)标准光刻、湿法腐蚀以及低温键合技术制作了微流控分析芯片。在自制的紫外吸收微芯片生化分析仪上,利用该芯片对临床妊娠高血压和多发性骨髓瘤患者的尿液样本进行了在线芯片电泳分析,得到了与医院常规诊断方法一致的诊断结果,而此法进行一次分析仅需要2 min,且试剂消耗量少,这是常规方法不能比拟的。也以LDH同工酶标准品为分析对象,对芯片在线同工酶诊断进行了初步研究,初步实现了LDH1 和LDH5 混合样本的片上分离、孵育反应和产物检测。

基于SOC C8051F020微流控芯片多功能控制系统

介绍了一种基于高性能SOC(System on Chip)C8051F020的微流控芯片多功能控制系统,它针对不同芯片管道结构可以实现灵活多样的控制,同时系统还可采用外部接触法对微芯片温度进行实时PID模糊监控。系统是基于高性能C8051内核,外围扩展出I/O、A/D、D/A、通信等功能模块,与PC和触摸屏构成了一套完整的多功能微芯片电泳控制系统。系统可灵活设定微芯片的电泳进样分离时间及电压,并且采用光耦隔离I/O实现高压隔离,双级继电器以实现高压无缝极间切换,具有较高的智能自动化。

石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅

建立了石墨烯修饰铂电极(G/Pt)共沉积铋膜测定水中微量重金属镉和铅的方法。采用微机电系统(MEMS)工艺制作铂电极,并利用CVD法在铂电极上原位生长石墨烯,制备了石墨烯修饰铂电极,与Ag/AgCl参比电极、铂丝对电极构成三电极体系;采用差分脉冲阳极溶出伏安法对水中微量的镉和铅进行测定。在pH=4.5的醋酸-醋酸钠(HAc-NaAc)底液中,Cd2+和Pb2+分别在#0.72和#0.48 V灵敏地产生溶出峰,线性范围分别为0.05～10 mg/L和0.03～5 mg/L,检出限均为10!g/L。本方法操作简单、安全快速、重现性好,适合于废水、地表水、及生活用水中镉和铅的测定。

简易低成本柔性神经微电极制作方法

提出了一种简单、低成本的植入式柔性薄膜神经微电极的制作工艺和方法。该方法采用光敏型聚酰亚胺(Durim-ide 7510)代替传统方法中的非光敏型聚酰亚胺或聚对二甲苯作为微电极基质材料,同时设计了一种基于应力集中的凹槽结构以保证所得微电极形状的规整性,且采用了一种基于硅导电性通过电化学腐蚀牺牲层的方法来实现微电极从支撑基片表面的完整自动释放。整个制作工艺简单,仅需两次光刻和两次金属沉积。测试和评价了所制作微电极的表面形貌、电学性能以及生物相容性,结果表明,这种方法大大降低了制作成本并缩短了周期。

去除移动心电中运动干扰的前馈组合自适应滤波器

最小均方自适应滤波器(LMS-AF)和变步长LMS-AF(VSS-LMS-AF)通常用来去除移动心电信号中的运动干扰.运动干扰和移动心电信号的非稳态特性会增加自适应滤波器的失调,组合自适应滤波器(C-AF)虽具有跟踪非稳态信号的能力,但仍存在信号失真.为了进一步减小信号失真,提高去除运动干扰的能力,提出了一种前馈组合自适应滤波器(FFC-AF),采用参考信号对运动干扰的稳态程度进行估计,将两个并行的自适应滤波器的输出组合起来.用10位健康志愿者的移动心电记录进行了仿真实验,以评估FFCAF的性能.结果表明,文中提出的FFC-AF比C-AF具有更小的信号失真和更大的信号干扰率,可以用于移动心电信号中运动干扰的去除.

基于溶出伏安法的铋微阵列电极检测饮料中的铅和镉

建立了基于溶出伏安法的铋微阵列电极检测饮料中重金属的方法。该传感器采用三电极体系,铋微阵列电极为工作电极,铂薄膜电极为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极。铋是一种低毒的重金属,采用铋作为反应物质可以使检测过程更加安全。微阵列电极具有高通量测定、便于微型化、抗干扰性等优点。实验表明,该传感器可同时检测出Pb2+和Cd2+,检出限分别为0.067和0.064 mg/L,且具有很好的重复性。此传感器用于检测橙汁中的Pb2+和Cd2+,结果令人满意。

高灵敏纳米金比色芯片检测乙型肝炎病毒DNA及其变异

构建了新型纳米金比色芯片,利用Taq DNA连接酶的连接特异性,将其与乙型肝炎病毒DNA(HBV-DNA)靶序列完全互补杂交的捕获探针(固定在芯片上)和纳米金修饰的探针连接成一条链,从而将纳米金颗粒固定到芯片点阵上,再通过银染反应放大,形成裸眼可见的显色信息。通过点阵的位置及灰度,即可判断HBV-DNA靶序列的单碱基突变,并得出相对定量信息。本实验对不同浓度的HBV-DNA靶序列进行了检测。结果显示:此技术对单碱基突变有很强的特异性识别能力,并且具有较高的灵敏度(约10pmol/L),在10～100pmol/L浓度范围内表现出较好的线性关系。该技术检测时间短(<1h)、操作简单、不需要特殊的检测设备,具有很好的临床应用前景。

纳米探针芯片技术用于微量乙肝病毒DNA的检测

利用两组探针修饰的微粒:(1)表面标记有可与待测乙肝病毒(HBV)DNA另一端结合的纳米金探针1(信号探针)以及可与信号探针部分结合的纳米金探针2(检测探针);(2)表面标记有可与待测HBVDNA一端结合的磁珠探针(捕捉探针1)。检测靶HBV DNA时,磁珠探针与信号探针在液相中可分别与HBV DNA靶序列一端结合最终形成三明治样结构。再以磁场将三明治样复合物从反应液中分离,以DTT溶液将信号探针从纳米金颗粒上洗脱。洗脱后的信号探针数量反映靶基因的多寡,信号探针一段与预先点样的基因芯片上的捕捉探针2结合,检测探针与信号探针另一段相结合,最后用银染液将检测探针显色从而得到靶目标DNA相对定量信息。结果表明,本检测方法的检测灵敏度达到10-15mol/L水平。检测时间少于1.5h,检测结果与HBV DNA水平呈现较好的线性关系且无假阳性结果;本方法有望用于乙肝病人血清中HBV DNA的快速筛测及其它微生物基因的检测。

玻璃微流控芯片廉价快速制作方法的研究

研究了一种玻璃微流控芯片的快速、低成本制作工艺和方法.该方法采用商品化的显微载玻片(soda-lime玻璃)作为芯片基质材料,利用AZ4620光刻胶代替传统工艺中的溅射金属层或多晶硅/氮化硅层作为玻璃刻蚀的掩膜层,同时利用一种紫外光学胶键合方法代替传统熔融键合方法实现芯片的键合,整个工艺对玻璃基质材料要求低,普通微流控芯片(深度小于50μm)制作流程仅需约3.5h,可降低制作成本,缩短制作周期.还系统地研究了光刻胶厚度、光刻胶硬烘时间和玻璃腐蚀液配比对玻璃微流控芯片制作的影响,获得了优化的工艺参数.

一种网络入侵检测中的数据包采样方法

数据包采样方法是提升数据包处理能力很好的方法,在网络流量监测分析中得到了广泛应用。然而,传统的数据包采样算法应用在IDS中会极大降低入侵检测率。针对入侵检测的特性,利用攻击流量和正常流量在时间上的连续性,提出了一种新的数据包采样方法,在保证检测率的前提下,极大地提升了IDS的处理能力。

一种可逆键合电泳微芯片的制作及在蛋白质分离中的应用

阐述了一种可逆键合电泳微芯片的制作方法,以及电泳微芯片在蛋白质分离、临床尿蛋白检测方面的应用.用标准光刻腐蚀技术在石英基片上腐蚀泳道,清洗腐蚀好的基片和盖片后,在真空条件下实现键合.此种方法键合制作的电泳微芯片可重复键合使用,制得的电泳微芯片成功地用于标准蛋白质分离以及临床尿蛋白分析.

微流控芯片电泳分离血清中小而密低密度脂蛋白的研究

应用微流控芯片电泳,以40 mmol/L Tricine(pH9.8)作为电泳缓冲体系,十二烷基硫酸钠(SDS)作为添加剂(0.1 mmol/L SDS样品溶液,0.02 mmol/L SDS分离缓冲液),分离血清小而密低密度脂蛋白(sdLDL)。研究荧光染料硝基苯并噁二唑-C6-酰基鞘胺醇(NBD C6-ceramide)与脂蛋白结合的特异性、饱和性以及血清保存和检测时间对脂蛋白电泳行为的影响;探讨SDS有效降低蛋白吸附,提高血清脂蛋白分辨率的作用。冠心病(CHD)组sdLDL检出率(75%)显著高于对照组(6%,P<0.01)。该法具有简易、快速、高效等优点,可望成为CHD危险性评估的常规分析手段。

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40mmol/Ltricine缓冲液(pH9.4)中加入40mmol/L甲基葡胺,在500V电压下40s进样,在2000V电压下2min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.

微流控芯片流式细胞术

流式细胞术在单细胞分析领域应用广泛,但常规仪器体积大、价格昂贵。基于微机电(MEMS)技术的微流控芯片流式细胞术具有耗样少、集成度高、体积小等特点,可以更好地实现细胞操控、检测与分选。综述了微流控芯片流式细胞术,包括样品聚焦、信号检测、细胞分选等技术的研究进展。

一种新型微流体DNA提取芯片的研究

介绍了一种新型的DNA提取纯化芯片,采用多层微细加工技术制作SU-8模具,制作含有微柱的三维立体结构的PDMS(聚二甲基硅氧烷)芯片,在微池内填充超顺磁性磁珠,利用固相提取法,对生物样品中的DNA进行有效快速提取。微柱结构能有效促进反应液混合。整个流程快速有效,无需离心,操作简便且易于芯片集成,能在30 min内完成PCR产物的提纯。成功对大肠杆菌裂解液中的DNA进行了提取,提取产物可直接作为PCR反应的模板,较好地避免了非特异扩增的影响。

微芯片电泳紫外检测系统分析蛋白质

微芯片电泳是基于微机电加工技术 (MEMS)工艺 ,在芯片上的微管道中完成电泳检测过程的新型技术 .依据紫外吸光度分析法 ,对蛋白质样品进行电泳分离与紫外检测 .实验采用自控接口模板对进样及分离电压进行了系统的程序化控制 ,从而准确地控制整个电泳、检测流程 ,提高了微芯片电泳的分离效率和检测灵敏度 .实验结果表明 ,夹流进样的方法可以有效分离混合蛋白 ,可用于蛋白质样品的分离检测 .

基于纳米金探针和蛋白芯片高灵敏检测肺癌CEA和CYFRA21-1标志物

目的构建基于纳米金探针和蛋白芯片的快速、多肿瘤标志物高灵敏检测体系。方法将待检测的肿瘤标志物捕获抗体(捕获待测抗原)结合在醛基化修饰的玻片上;用检测抗体制备纳米金探针;经过免疫反应形成三明治夹心结构(蛋白芯片-目标蛋白-纳米金探针)。利用纳米金沉积的方法进行染色,通过肉眼或显微镜观察显色结果。结果该蛋白检测体系在1 h内可检测两种肿瘤标志物,其中CEA可检测到最低浓度为45 pg/mL,CYFRA21-1可检测到90 pg/mL,与传统的酶联免疫吸附法(ELISA)相比,检测灵敏度大大提高。并利用此体系,检测肺癌患者及正常人血清,结果与临床所用电化学分析方法一致。结论该检测体系操作简单、方便、快速,同时具有高灵敏度、多指标联合检测等优点,在临床蛋白检测中具有重要的价值和应用前景。

一种细胞培养微芯片的制作及应用

细胞培养是细胞研究的基础,微系统技术的发展给细胞培养提供了新的方法。在微系统平台上进行细胞研究,能够充分利用微流体和微结构的性质,对细胞进行操控,在细胞生物学、组织工程学、药物筛选等领域有广泛应用。文中介绍了一种利用SU-8负性光刻胶模具制作双层细胞培养微芯片的方法,该芯片通过狭缝将细胞培养区和微通道区隔离,既保证细胞培养区域的相对独立,又可以利用微流体的特性调节细胞外基质的性质,给基于微芯片进行细胞研究提供了一种新的平台。