基于BioMEMS技术的样品预处理微流控芯片研制

研制了细胞分离芯片和DNA提取芯片两种样品预处理微流控芯片,介绍该两种芯片的原理、结构和样品预处理效果。基于微过滤原理设计的闸式细胞分离芯片,可实现老鼠外周血中白细胞与红细胞的分离。DNA提取芯片是基于固相萃取原理设计,研制成Si-玻璃和Si-PDMS-玻璃两种结构的DNA提取芯片。采用深刻蚀技术在硅片上刻蚀出20μm宽方柱阵列或直径为10μm的圆柱阵列,刻蚀深度为30～150μm,微柱阵列作为提取DNA的固相载体,成功提取PCR产物中的DNA。

用于提取外周血DNA微流控样品预处理芯片的研制

基于固相萃取原理和微电子机械系统(M icro-E lectro-M echan ical System,MEMS)技术研制了一种多孔氧化硅微流控样品预处理芯片,并利用具有大比表面积的多孔氧化硅作为提取DNA的固相载体,从而大大提高了DNA的提取产率.分析了影响DNA提取产率的因素,改进了芯片制备工艺和DNA提取实验方案,成功地提取了小鼠外周血DNA,提取产率为24 ng/(μL全血),达到商用试剂盒水平.同时以该DNA作为PCR扩增模板,扩增效果良好.

流式细胞仪样品预处理系统的设计与实现

根据流式细胞仪对样品“均一化”的需求,研制了一套基于微流控细胞分选技术的流式细胞仪样品预处理系统,装置可以实现对粒径小于100µm细胞或微粒的驱动和分选.系统主要包含微流控分选芯片和样品驱动模块两部分,通过聚焦不同位置,实现了对不同粒径细胞/颗粒的有效分离.系统无需对细胞进行标记处理,经分选的细胞便于后续流式细胞仪检测.经验证,系统能够有效去除牡蛎血淋巴细胞样品中的大粒子杂质,提高细胞样品的稳定性和均一性,增加流式细胞仪检测结果的准确性.

基于微流控芯片-间接电位法的氧化三甲胺分析方法

为了实现海产品体内氧化三甲胺(trimethylamineoxide,TMAO)的快速定量检测,提出一种采用微流控光化学还原芯片进行前处理的电化学分析方法.首先构建了PDMS/SiO_(2)微流控芯片,并对TMAO的前处理反应条件进行了优化:采用该微流控芯片,使用Fe(Ⅱ)-HEDP为还原剂,在pH值为6.5,温度为40℃,紫外光照时间为2min的条件下,TMAO被还原为三甲胺(trimethylamine,TMA)的还原率达99.44%;然后,利用自制选择性电极对TMA溶液进行检测,在0.01~10mmol·L^(-1)范围内,TMA浓度对数与其溶液电位值线性相关,相关系数r^(2)=0.9977,检测限为2.28μmol·L^(-1).采用该方法对实际海鲜产品进行TMAO检测的相对偏差不超过4.71%,加标回收率为91.78%~112.16%.该方法测定时间短、结果准确,在海产品分析检测中具有良好的应用前景。

微流控芯片分析系统中硅胶整体柱和膜滤复合预处理单元的构建

以改性C18反相硅胶整体柱为微流控芯片分析系统中固相萃取介质材料,构建不同功能单元的样品预处理微分析系统,实现了血清样品中痕量盐酸多巴酚丁胺的富集.初步构建了单一改性硅胶微柱固相萃取预处理单元,测试得到了改性硅胶整体柱对血清中痕量盐酸多巴酚丁胺的平均富集倍数为77.2,RSD为12.35%.为了提高测试的精密度,进而设计含膜复合式预处理芯片,探讨了不同预处理单元对血清样品中痕量盐酸多巴酚丁胺富集效率的影响,优化设计了外接式硅胶整体柱-亲和膜微芯片固相萃取预处理单元,复合式的反相硅胶整体柱对血清中微量盐酸多巴酚丁胺的平均富集倍数提高到89.4,RSD为4.37%.结果显示了该预处理单元在血清中痕量药物富集的可行性和有效性.

微流控芯片分选临床样品中循环肿瘤细胞的研究进展

癌症作为常见病正严重威胁着我国乃至全球居民的健康。循环肿瘤细胞(CTCs)是一类由癌变部位释放并进入血液中的癌细胞,其在癌症的早期诊断、个体化及肿瘤转移机制研究等方面的作用正逐渐被发现和认可,但由于血液中的CTCs含量极少,对其分选极具挑战。微流控芯片作为一种微型化、高通量、集成化平台,在CTCs研究中彰显了独特的优势,相关报道也越来越多。随着研究的深入,微流控芯片技术不再局限于基于模型样品的方法学开发,而是更注重于能否用于临床实际样品中CTCs的检测,但目前未见该角度的综述报道。为此,文章综述了近年来用于临床实际样品CTCs分析的微流控芯片分选技术,并探讨了微流控芯片用于CTCs分选的发展趋势。

用于血样前处理的BioMEMS微流控芯片

基于BioMEMS技术,研制成三种血液样品前处理微流控芯片,分别介绍了血样前处理微流控芯片的原理、结构、制备技术以及样品前处理效果.基于错流过滤原理,设计了用于血细胞分离的错流过滤微结构,采用深刻蚀技术在硅片上刻蚀出直径为20μm,高度为50μm的圆柱阵列;基于化学法破裂细胞,设计了用于血细胞破裂的夹流式微沟道,采用湿法腐蚀技术在硅片上腐蚀出深度约为80μm的微沟道;基于固相萃取原理,设计了用于DNA提纯的介孔固相载体,采用电化学阳极腐蚀技术在硅微沟道内表面制得表面积为300m2/g的介孔层.分别在芯片上实现了血细胞的分离、血细胞的破裂以及DNA的提纯.

基于琼脂糖凝胶集成样品预富集功能的微流控芯片

提出了一种基于微注模技术的琼脂糖凝胶微流控富集检测芯片,该芯片利用与传统电泳技术兼容的琼脂糖凝胶作为芯片主体材料,并利用微注模的方法在特定区域形成琼脂糖凝胶纳孔膜结构,以此纳孔膜结合电泳作用实现样品预富集。初步富集实验实现了DNA样品在10 s内8.2倍的浓缩。

整体柱在样品预处理中的应用

综述了近年来整体柱在样品预处理领域中的应用,包括整体柱样品预富集同高效液相色谱、毛细管电泳和电色谱的联用,微流控芯片中的整体柱萃取以及近年来整体柱萃取模式的改进等。引用文献65篇。

整体柱集成的微流控芯片用于禽流感病毒检测

微芯片毛细管电泳由于分离速度快、试剂消耗小，是一种重要的分析方法。为了提高通量，拓展应用，不同的预处理方法被采用。固相萃取（SPE）是一种重要的预处理方法，萃取材料包括磁珠、膜、整体柱等。整体柱由于通透性好，富集效率高，制备简单等特点而广泛用作固相萃取材料。

数字微流控生化芯片多液滴稀释方法的研究

生化试验中如何将样品试剂配备过程转化成有效的数字生化芯片实现的协议,并给出相应的操作过程中的稀释/混合操作优化算法非常关键,是样品试剂配备过程的一个挑战。为减少操作步骤和节省药品,提出针对数字微流控生物芯片多液滴混合器稀释/混合操作优化算法,该算法允许多个液体参与混合分离操作,可以在误差允许范围内利用片上多液滴混合器用较少的操作步骤获得目标浓度的液滴。相对传统的两液滴混合方法,减少了稀疏/混合的步骤和稀释/混合时间,同时减少中间废弃液滴的数目。实验结果也表明可以在允许的误差范围内高效地进行混合/分离操作,获得目标浓度的液滴。

微流控芯片电泳在食品安全分析检测中的应用研究

微流控芯片技术是一种微量分析技术。文章介绍了微流控芯片技术的制备材料、分类,综述了该技术在食品安全检测方面的研究进展。食品安全分析检测是控制食品安全的重要手段,传统的食品安全检测技术往往依靠昂贵的仪器,专业的操作人员,且试剂和样品用量大,难以满足食品检测的微量化、集成化、便携化的检测需要。微流控芯片制备材料微流控芯片是指在一块几平方厘米的芯片上构建化学或生物实验室。

PCR-CE微流控芯片技术的若干进展

PCR CE微流控芯片是利用微电子机械系统制作在硅、玻璃或聚合物衬底上的一种微装置 ,它可以在单个芯片上自动连续完成样品制备、聚合酶链反应、毛细管电泳等微过程。本文通过介绍一些研究小组的研究成果 ,评述了PCR CE微流控芯片技术的若干进展及各种PCR CE微流控芯片的特点 ,预测了PCR

微流控芯片概念与特点、应用

微流控芯片（microfluidic chip）技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

微流控芯片技术全球专利申请分析

微流控芯片概述微流控芯片将原本需要在实验室进行的样品处理、生化反应和结果检测等关键步骤汇聚在一张微小芯片上进行,被业界誉为“芯片实验室”。其中的微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术。微流控的“微”是指实验仪器设备的微型化,“流”是指实验对象属于流体,“控”代表着在微型设备上对流体的控制、操作和处理。微流控芯片的最大优势是可将多种单元集成在一个微小可控的平台上,可能会对人类未来的生活方式和生存质量产生革命性的影响。

面向航天医学应用的体液预处理仪研制

本文基于微流控技术研制了面向航天医学应用的体液预处理芯片及仪器,以便对航天员体液进行医学检测。体液预处理芯片集成了驱动液体和控制流路的微泵微阀,通过控制微泵微阀可实现从进样、不同功能的预处理到输出样品整个过程的自动操作。此外在常规样品预处理功能的基础上,还集成了排气泡功能,使预处理芯片能够在太空微重力环境下对有气泡的体液进行体液预处理。预处理仪集微泵微阀驱动机构和芯片液面位置检测机构于一体,能够实现多种体液预处理模式,且与芯片间无需任何管路及电连接,方便芯片更换。利用有限元仿真软件对预处理仪进行了航天环境下的各项力学分析,包括模态分析、加速度过载分析、正弦扫描分析及随机振动分析,得到了预处理仪机械结构在不同载荷条件下的应力分布,结果显示最大应力值为57.37 MPa,经过校核得知满足航天环境强度要求。最后,基于制作的排气混合预处理芯片进行了预处理实验,结果表明芯片的排气和混合效果良好。

多相微流控分析与毛细管电泳研究进展

1多相微流控分析 多相微流控（multiphase microfluidics,亦称液滴微流控,droplet-based microfluidics）技术是当前微流控分析研究领域内的前沿技术之一。与单相微流控技术相比,多相微流控技术具有样品/试剂消耗少（nL-pL-fL）、分析通量高、反应效率高、样品无扩散、样品间无交叉污染等优点,在微量样品预处理和分析,以及多维分离领域具有广阔的应用前景。

一种新型分析芯片的发展及其应用

指出微全分析系统已成为国际关注的焦点,它正向着微型化、集成化、便携化、自动化方向发展。它使许多不连续的分析过程连续化和自动化,完成实时及在位分析,实现高效率、快速度、少耗样、低成本、无污染、大批量生产的目标。目前,微流控芯片主要应用于医学临床诊断、新型药物的研制与开发以及环境监测等领域。着重介绍了微流控分析芯片的特点、工作原理及其分类,最后强调了微流控分析芯片的发展和应用。

微通道内诱导电渗流样品聚焦方法

介绍了一种在微通道内基于直流诱导电渗流的样品聚焦方法。在样品微通道两侧壁面布置一对平行金属板,当通道两端施加一定的直流电压时,金属壁面处会形成涡流并挤压样品流动,从而实现聚焦。数值模拟研究表明:当金属壁面尺寸一定时,样品聚焦宽度随外加电场强度的增加而减小,聚焦长度随外加电场强度的增加而增大;当外加电场强度一定时,样品聚焦宽度随金属壁面尺寸的增加而减小,聚焦的长度随金属壁面尺寸的增加而增大;获得相同的聚焦宽度时,采用本方法所产生的焦耳热远低于传统电动聚焦所产生的焦耳热。与传统聚焦方法相比,本方法极大地简化了芯片结构并缩小了系统尺寸,同时降低了焦耳热效应对生物样品的影响,具有较好的应用前景。