利用微流控装置制备微球的研究进展

与传统机械搅拌法相比,微流控装置制备微球技术可制备出单分散性好、粒径和形态可控的微球.本文综述了该技术制备微球的原理及其在给药载体、细胞载体、分离介质、食品加工和酶制剂等领域的应用,重点分析了微通道材质、形状及实验流体对制备微球的影响,指出通过修饰微通道内壁、控制连续相可避免相的倒置现象,通过控制微通道尺寸、调节连续相流速可控制乳滴形状,最后展望了该技术的发展前景.

连续流动式聚合酶链式反应微流控装置的实验研究

连续流动式聚合酶链式反应（PCR）微流控装置是以低热容量的软薄膜加热器为基础构建3个恒温带，以聚四氟乙烯毛细管微通道为PCR反应体系组建而成。报道了在毛细管微通道中小牛血清蛋白（BSA）动力学表面钝化对PCR扩增的影响，讨论了PCR混合物在毛细管微通道中的流动速度对PCR扩增的影响，在15min甚至10min内成功扩增了长度为249bp的人类β-肌动蛋白片断，扩增时间仅10—15min，而传统PCR仪则需1～2h。

连续流动式PCR微流控装置的研究

介绍了基于薄膜加热器的新型连续流动式PCR微流控装置的设计与制作;讨论了退火温度、PCR反应试剂(引物、Mg2+、dNTPs以及Taq DNA聚合酶)浓度以及PCR溶液的流动速度等对连续流动式PCR反应的影响;结果发现反应试剂影响连续流动式微流控PCR扩增的行为不同于它们影响传统PCR的行为,在较宽的浓度范围内都不会引起非特异性扩增。除此之外,在15 min内能成功对249 bp的人类β-肌动蛋白基因进行扩增,扩增速度比传统PCR快;通过低热容量的薄膜加热器来维持三个温度区带的恒温,完成33个循环的连续流动式PCR扩增能量消耗小于0.0088 kW.h,比传统PCR仪低得多,新研制的PCR微流控装置有可能成为便携式装置。

微流控装置在药学综合实验教学中的拓展应用

吉林大学生物国家级实验教学示范中心不断研发与改进实验技术与教具,探索前沿技术与实践教学的融合,通过将微流控技术应用于药学综合实验,并与高效液相色谱检测方法相对比实验,使学生对非接触电导检测法、芯片毛细管电泳、谱图分析处理等有更深的认识,了解前沿技术,拓展科研思路,取得较好地教学效果。

微流控装置制备聚合物微珠的研究

聚合物微珠作为一种新型功能材料,在组合化学、生物分离、药物载体和光学器件等方面有着广泛的应用。不同的应用目的,对高分子聚合物微珠的均匀程度、单分散性和球形度等有不同的要求。然而传统机械搅拌法和悬浮聚合法制备聚合物微珠,在微珠的均匀度上都存在一定的缺陷。运用自主构建的微流控装置,制备了粒径均一、尺寸可控和球形良好的聚合物微珠,并讨论了聚合物溶液相流速、流动相流速和聚合物溶液浓度3个主要因素对液珠粒径的影响。

美洲大蠊提取物在微流控装置中诱导血管内皮细胞迁移的研究

目的利用新型微流控装置建立稳定、线性的美洲大蠊提取物浓度梯度环境，观察美洲大蠊提取物对血管内皮细胞迁移的影响。方法将细胞接种于微流控装置，分别用培养基与提取液以体积比分别为80：20和95：5的混合液诱导内皮细胞6h，并于显微镜下观察血管内皮细胞在美洲大蠊提取物诱导下的迁移。结果当培养基与提取液体积比为80：20时，低浓度区血管内皮细胞分别减少7％和3％，高浓度区细胞分别增加9％和2％；当培养基与提取液体积比为95：5时，血管内皮细胞未出现明显的向高浓度迁移现象。结论美洲大蠊提取物能够诱导血管内皮细胞迁移。

用于分析剪切力和生化因子对细胞联合作用的微流控装置

细胞的增殖、分化和凋亡等生物学行为受其所处的微环境调控,而微环境包含剪切力和生化因子等理化因素。为离体研究胞外微环境剪切力和生化因子对细胞的联合作用,该文基于流体力学和物质传输的原理设计了一种包括生化因子入口端A和非生化因子入口端B的Y型微流控装置。通过保持入口端A的体积流量率恒定,动态调控入口端B的体积流量率,可在混合通道内提供单纯的动态剪切力、动态剪切力和动态生化因子、以及动态剪切力和稳定的生化因子三种刺激。对混合通道中的非定常层流和Taylor-Aris弥散方程进行数值求解,获得了混合通道内动态剪切力和生化因子浓度的分布,随后利用荧光粉溶液进行了实验验证。数值仿真和实验验证结果均显示该文设计的微流控装置为进一步研究离体培养细胞在剪切力和生化因子联合刺激下的生物学效应提供了可能性。

采用反吹、微流控技术分析原油中的轻烃组分

利用程序升温蒸发进样器、反吹技术和微流控装置分析原油中的C5-C13轻烃组分，用一根HPPONA色谱柱分离，同时得到保留时间相同的火焰离子化检测信号和质谱检测信号，为原油中轻烃组分的色谱定性提供了新的有力工具。该方法中所用的色谱柱使用寿命长，分离效果好，对平湖4井油样中C5～C13馏分的分离得到了可用质谱定性的峰约290个（尚有不少混合峰存在），较难分离的物质对t-1，2-二甲基环戊烷与2-乙基戊烷得到了较好的分离，2-乙基戊烷峰得到非常好的质谱图，是目前研究原油中轻烃组分分析的有效手段。同时应用微流控装置后可在质谱仪不停机的条件下更换色谱柱。

原油生物标志物反吹切割微流控色谱分析

研究了一种反吹切割微流控装置气质联用技术直接分析原油中的正构烷烃类、萜烷类、甾烷类生物标志物的新分析方法。利用该方法测定了原油中23个正构烷烃、20个萜烷和11个甾烷,保留时间的相对标准偏差均小于0.02%,火焰离子化检测器测定正构烷烃的峰面积的相对标准偏差为3.1%～6.0%。该方法能同时提供保留时间一致的质谱检测信号和火焰离子化检测信号,为原油生物标志物的分析测定提供一种快速、高效的方法。

T型微通道装置制备尺寸均一壳聚糖微球

采用T型微通道装置制备尺寸均一的壳聚糖微球.研究了乳化剂用量、油水两相流速比和流速等条件对乳液粒径的影响,尝试制备了不同分子量的壳聚糖乳液,并确定了交联固化方式.T型微通道装置的油相通道直径350μm,水相通道直径65μm,两通道接口处直径16μm.以1.5%(ω)的壳聚糖醋酸水溶液为水相,以液体石蜡/石油醚(7/5,φ)的混合物作为油相,水相流速20μL/min,油水两相流速比为15:1,4%(ω)的PO-500作为油相乳化剂,制备得到的壳聚糖乳液粒径分布系数<10%.以戊二醛的甲苯溶液作为交联剂,当戊二醛所含醛基与壳聚糖所含氨基的摩尔比为1:1时,交联时间选择2h.

微流控合成体系的装置分类及其用于纳米粒子的制备

微流控技术由于其反应装置小型化的特点,可精准地控制物质间交换,适用于纳米材料的合成,尤其是无机纳米粒子的精确调控。微流控装置可根据具体实验需求来设计和调整,完成多个实验步骤的集成,实现多个化学反应以及复合材料的制备。本文根据不同标准,对微流控反应装置进行了分类,介绍其特点,并阐明了装置中流体的流动状态,枚举了微流控装置在材料合成领域的范例,阐明了微流控体系的优势,可能存在的不足及解决办法,最后对微流控合成体系的发展进行了展望。

连续流动微流控PCR快速检测转基因植物的实验研究

聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)是现代分子生物学研究中最重要的技术之一,在医药研究领域中日益成为各实验室必不可少的技术。

表面增强拉曼结合微流控检测甲基苯丙胺

目的本研究利用表面增强拉曼光谱技术(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)结合自制的微流控芯片控制系统,对污水、地表水、河道水等水体中的甲基苯丙胺进行现场快速检测。方法通过对污水样本中的甲基苯丙胺(MA,Methamphetamine)进行快速提纯、净化,利用市售的商品化便携式拉曼光谱仪,合成胶体金纳米颗粒作为SERS基底,筛选合适的促凝剂,对其进行快速检测分析。结果该方法操作简便、灵敏度高、检测速度快及特异性好,最低检出限小于1ppb。结论便携式拉曼光谱仪结合微流控技术有望应用于公安及司法部门的社区毒情筛查、缉毒和查毒工作现场中。

剪切流通过Piezo1介导的核内YAP/TAZ和p73的相互作用调节悬浮瘤细胞的存活

目的肿瘤细胞主要经血液循环扩散至远端器官。肿瘤细胞在血液循环中处于悬浮状态,且承受相当大的剪切流。然而,悬浮循环肿瘤细胞(CTC)感知和响应剪切流的力传导机制尚不清楚。方法利用体外微流控装置模拟血液循环,qPCR和免疫共沉淀测量相关基因及蛋白表达,MTS及Annexin V检测CTC的存活。结果剪切流增加CTC中PIEZO1的表达,抑制/激活PIEZO1增强/降低剪切流下CTC存活率,表明Piezo1是CTC感知剪切流的力传感器。此外,剪切流激活肌动球蛋白。