微芯片技术在油气田井下漏层定位中的应用

目的准确地定位油气田开发过程中的井漏位置,为制定堵漏措施提供支持,提高堵漏的成功率。方法由于漏失层位大量钻井液漏失会造成该位置温度变化异常,通过一种搭载微芯片的微型井下测量球状仪在井内循环,获取井下温度、压力分布数据,然后基于这些数据掌握井下温度分布规律,并与理想的温度分布规律进行对比,从而比较准确地定位漏失点位置。结果通过捕获井口返出的微芯片,获取井内温度压力数据,然后再对温度梯度变化数据进行平滑处理,最终能够基于数据分析出较为准确的漏失层位。结论基于微芯片测量数据来定位漏失点是一种针对井下漏失情况诊断的新型、低成本且便捷的方法,为创新型井下测量微芯片的应用提供了一个非常有价值和代表性的场景。

RFID微芯片在宠物犬信息化管理上的应用

针对目前养犬不规范问题,多地出台了地方性法规、规章制度或规范性文件,要求犬主到法定服务场所,为宠物犬免疫狂犬病疫苗,植入电子标识RFID微芯片,建立犬籍,实施信息化管理。该文概述了电子标识RFID微芯片的特性、功能、植入注意事项、应用成效,提出了深入做好RFID微芯片植入工作的对策建议,以期为新时代加强宠物犬信息化管理提供参考。

宠物犬RFID微芯片应用技术

近几年,宠物犬进入千家万户,饲养量逐年增多,为加强养犬管理,保障公民人身安全,维护良好的公共卫生和社会公共秩序,多地出台了养犬管理条例、规章制度,要求重点管理区内养犬人的犬只要免疫接种狂犬病疫苗并植入电子标识,鼓励一般管理区域内养犬人的犬只免疫接种狂犬病疫苗并植入电子标识。植入的电子标识为RFID微芯片(动物电子芯片),该技术操作简便,对犬只刺激性小,费用亲民,深受广大宠物爱好者喜爱。

微芯片电泳技术鉴定金银花和山银花

目的利用微芯片电泳技术对金银花和不同基原山银花进行鉴定。方法根据忍冬科植物的基因序列变异位点分别设计出金银花和山银花的特异性聚合酶链式反应(PCR)引物,运用等位基因特异聚合酶链式反应(AS-PCR),对各药材的DNA进行特异性扩增,并应用全自动微芯片电泳技术对扩增产物进行分析。结果使用金银花PCR引物时,金银花可扩增出约468 bp的特征性DNA片段,而不同基原的山银花几乎没有该片段;使用山银花PCR引物时,不同基原的山银花均扩增出约331 bp的特征性DNA片段,而金银花几乎没有该片段。结论本方法可对金银花和不同基原的山银花进行快速准确的鉴定,为中药DNA分子鉴定技术的拓展应用提供参考。

微芯片电泳技术在生物样品分离分析中的研究进展

微芯片电泳技术是在微芯片中通过流体操控实现电泳分离的分析技术,具有分离效率高、样品量消耗少、分析速度快、易于集成等优势,已广泛应用于生物、医药等复杂样品的快速分离分析中。本文综述了微芯片电泳技术在微芯片材料、电泳模式、检测方式及生物样品分离分析等方面的研究进展。微芯片材料包括芯片材料与通道修饰方法以及电极材料与电极集成方式。芯片材料主要包括硅、玻璃、纸材料、聚二甲基硅氧烷和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物材料;通道修饰方法是指在微通道上的动、静修饰方法。电极材料与电极集成方式包括研制电极所需的金、铂、银材料以及将电极与微芯片集成的加工方式。根据施加电场是否均匀,微芯片电泳技术可分为均匀和非均匀电场两种电泳模式。均匀电场模式主要为微自由流电泳和微区带电泳,包括微等电聚焦电泳、微等速电泳、微密度梯度电泳等;非均匀电场模式主要为微介电泳。微芯片电泳技术通常与光谱、电化学和质谱等分析检测技术联用,实现复杂样品的快速、高效分离分析。近年来微芯片电泳在高通量和原位分离分析方面还发展了许多新模式和新策略。本文介绍了微芯片电泳技术在生物大分子、生物小分子、生物粒子等生物样品中的分离分析进展,并展望了微芯片电泳技术在生物样品分离分析中的发展趋势。

表面改性微芯片电泳分离分析保健品中的功效成分

微芯片电泳(microchip electrophoresis,MCE)分离效率高、试剂和样品消耗量少、易实现多操作单元集成,在食品、环境和药物等领域应用广泛。环烯烃共聚物(cycloolefin copolymer,COC)等聚合物微芯片材料成本低、制作简便,但电泳过程中通道表面易发生非特异性吸附,且电渗流不稳定,限制了其应用。这些不足可通过COC表面改性解决。本文采用静态涂层和动/静态涂层联合策略,研制通道表面改性COC微芯片,结合激光诱导荧光(laser-induced fluorescence,LIF)检测,发展了简单高效的MCE-LIF分离分析方法,用于保健品中功效成分检测。通过负电荷涂层微通道表面改性方法,可以提高MCE对阳离子氨基酸的分离效果,而通过动/静态涂层结合的微通道表面改性方法,可以提高MCE对阴离子氨基酸的分离效果。负电荷涂层由COC微通道表面的疏水氨基酸吸附、戊二醛固定化和亲水氨基酸功能化构建,正电荷涂层由COC微通道表面的缬氨酸吸附、羧基活化和乙二胺功能化构建,动态涂层通过向微通道引入含有羟丙基甲基纤维素与十二烷基硫酸钠的缓冲液自动形成。实验研究了表面改性微通道的理化性质和电泳分离的影响因素,并将所建立的方法用于儿童保健品中赖氨酸和γ-氨基丁酸以及运动饮料中天冬氨酸与牛磺酸MCE-LIF的检测,儿童保健品中赖氨酸和γ-氨基丁酸的加标回收率为84.8%~118%,相对标准偏差(RSD)≤7.2%,运动饮料中天冬氨酸与牛磺酸的加标回收率为97.5%~118%,RSD≤6.4%。分析结果与HPLC方法的测定结果吻合,该法在保健品中氨基酸分离分析中有应用前景。

基于MEMS微芯片的井下多物理场微型测量器

通过随钻测量工具获取井下工程参数是准确掌握井筒信息的有效手段,基于微机电系统(micro-electromechanical systems,MEMS)技术,研发一款集井下温度、压力、磁场和动力学信号测量为一体的微型测量器,以实现对井下多个物理场的协同测量,最终目的是通过多维数据的分析进行井下复杂工况的判断。通过室内管柱循环试验测试,对微型测量器的移动高效性和功能完整性进行验证。结果表明,获得的测量数据可以较好地反映井下漏失、溢流等复杂情况。

微芯片爆炸箔起爆器及其平面高压开关研究进展

爆炸箔起爆系统(Exploding Foil Initiator system,EFIs)的每一次技术升级都伴随着设计理念和制造工艺的革新,尤其是微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)和低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)工艺,极大地促进了微芯片爆炸箔起爆系统(Micro Chip Exploding Foil Initiator system,McEFIs)的发展。简要分析了两种工艺制备微芯片爆炸箔起爆器(Micro Chip Exploding Foil Initiator,McEFI)的优缺点,列举了几种平面高压开关在电容放电单元(Capacitor Discharge Unit,CDU)中的工作性能,得出了开关的设计思路和研究方法的可行性。基于MEMS工艺和LTCC工艺制备及研究McEFI、平面高压开关和平面高压开关集成McEFI,分别总结了国内外的研究进展。提出了重点研究方向:深入研究MEMS工艺制备McEFI及其平面高压开关,以达到工程化应用;采用LTCC工艺,一体化烧结可制备具有独石结构的平面高压开关和McEFI。

金属离子Cu^(2+),Co^(2+),Ni^(2+)的微芯片电泳分离及化学发光检测

根据流动注射 -化学发光的通用实验装置图 ,设计并通过标准光刻技术 ,湿化学刻蚀及热键合技术制作了玻璃微芯片 .在该芯片上将毛细管电泳分离与化学发光检测相联用 ,鲁米诺和H2 O2 化学发光反应溶液通过实验室自制的微流泵输送 .对所用电压 ,缓冲溶液和发光试剂流速等实验条件进行了优化 .在所选的最佳条件下 ,成功地实现了金属离子Cu2 + ,Co2 + ,Ni2 + 的电泳分离 -化学发光检测 ,检测限分别为 5 0× 10 -9,5 0× 10 -11和 1 0× 10 -7mol/L .

井筒微芯片示踪器研制

为了快速检测钻井过程中的井筒压力和温度分布,从而对井涌、井漏和钻具磨损等各类井下故障进行判断和预测,进行了微芯片示踪器研究攻关。采用微型化采集技术、高效电源管理技术和高温高压封装技术,设计研制了小尺寸、低功耗井下数据采集系统——微芯片示踪器样机。该示踪器连续投放到循环的钻井液中,可以快速采集井筒中的压力和温度数据,获得井筒温度、压力分布剖面。微芯片示踪器原理样机直径只有20mm,地面测试表明,该样机可连续采集到养护釜中100℃以下的温度变化,以及20MPa以下的压力变化。这表明,利用微芯片示踪器可以采集到井筒中的压力和温度数据,建立井筒压力和温度分布剖面。

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 .

用于视觉修复的视网膜下植入微芯片

为治疗由视网膜光感受器退化引起的失明,研制了一种可以满足视网膜下植入要求的光电刺激器件--硅基PIN光电探测器阵列结构微芯片,这种电刺激芯片可以在一定程度上代替因疾病受损的光感受细胞,向位于光感受细胞之后、尚未损伤的其他视网膜细胞发出电刺激,从而引发视神经的视觉冲动.微芯片制作采用了硅、硅氧化物以及金等生物相容性较好的材料.在微芯片上利用半导体工艺刻蚀隔离槽,形成一个探测器面阵,面阵上的每个探测器单元可以根据照射在其上的光强大小产生相应的刺激电流.对制作的芯片进行了生物相容性、伏安特性、响应度以及光谱特性的测量,结果表明,芯片在眼睛安全用光的范围内可以产生足够强度的刺激电流,满足动物植入实验的要求.

井筒微芯片示踪器电源技术及现场试验

微芯片示踪器的工作性能受电源影响较大,有时在井下不能采集到完整的数据,为此,设计了以可充电锂电池为电源,采用无线充电技术给其充电的供电方案。通过充放电试验考察了无线充电过程中充电电压与送电电压、线圈对心距和充电时间的关系,以及高温环境对电池放电特性的影响。结果表明:送电电压和线圈对心距之间相互影响,送电电压较小和充电距离过大,充电电压均达不到充电要求,反之充电电压过大会导致电池被充爆;充电时间越长充电效果越好,但会增长现场作业时间,而充电时间过短又会导致电池充电不充分;锂电池高温下的放电速度比常温下快。现场入井试验结果表明,采用设计供电方案的微芯片示踪器能够采集到整个井筒的温度数据。这表明微芯片示踪器采用设计的供电方案可以解决示踪器工作性能受电源影响的问题。

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。

毛细管电泳微芯片在临床尿蛋白检测中的应用研究

用微芯片毛细管电泳法对临床患者尿蛋白进行了分离,初步探讨了用于判断肾损伤的应用前景.以pH10.3,75mmol?L-1的硼酸盐缓冲液作为芯片电泳缓冲体系,利用蛋白质的紫外吸收特性,在210nm波段检测吸光度并进行信号收集和分析.研究两种添加剂对提高尿蛋白分离效率的影响,分析了肾病综合症、妊娠高血压症、风湿性心脏病和多发性骨髓瘤等患者尿样本,并与美国Helena电泳系统分析结果对比,得到了较一致的结果.

硅-玻璃聚合酶链式反应微芯片对β-葡糖苷酸酶基因的扩增

聚合酶链式反应 (PCR)微芯片是基于微机电系统 (MEMS)制作 ,在微芯片上进行PCR反应 ,实现生物样品扩增的一项新技术 .介绍了硅 玻璃PCR微芯片的设计和制作、微反应腔的清洗和表面处理、借助外置温度控制系统进行PCR扩增反应以及扩增产物在琼脂糖凝胶电泳下的检测分析 ,实现了对 β 葡糖苷酸酶 (GUS)基因的有效扩增 ,扩增时间由原来的 90min缩短到现在的 37min .

用于毛细管电泳或微芯片电泳的半导体激光诱导荧光检测方法

激光诱导荧光是毛细管电泳和微芯片电泳重要的检测方法。半导体激光器(或称激光二极管)以其价格低、体积小、寿命长、稳定可靠的优势,在激光诱导荧光分析方面,得到了人们的广泛重视。特别是在分析仪器小型化的时代,会带来巨大的影响。本文就其与毛细管电泳和微芯片电泳联用的检测装置、检测方法、荧光试剂、分析应用和发展趋势作了综述。

微芯片——生命科学领域的新工具

微芯片（有人称其为生物芯片ｂｉｏｃｈｉｐ）是用硅、玻璃等材料，经光刻、化学合成等技术微加工而成的、大小１ｃｍ２左右的芯片．它可以用来对生物样品进行分离、制备、预浓缩，还可以作为微反应池进行ＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃｔｉｏｎ）、ＬＣＲ（ｌｉｇａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃｔｉｏｎ）等反应．最为吸引人的是，芯片上制成多种不同的ＤＮＡ阵列，即可用于核酸序列的测定及基因突变检测．对微芯片的制作、作用原理、性能及用途等进行了综述．

基于SPE法的新型DNA提取微芯片的制作和研究

在生物医学和临床诊断中 ,DNA提取是关键的步骤。随着生物分析仪器的小型化和芯片化 ,有必要制作DNA提取芯片。固相提取法 (Solid_PhaseExtraction ,SPE法 )是近年来实验室常用的DNA提取方法 ,其操作简单 ,时间消耗少 ,但是基于SPE法制作的微芯片报道较少 ,利用硅微加工工艺制作DNA提取芯片 ,并使用SPE法进行PCR产物中DNA提取实验及大肠杆菌培养液中DNA的提取实验。此芯片可以在半个小时内完成DNA的提取 ,易于和别的芯片 (如PCR芯片等 )整合 ,具有很好的发展前景。