微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP原理及微流控ICP芯片进行了简要介绍,梳理总结了ICP芯片的制备技术和方法,其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP芯片的结构进行分析,进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP芯片进行了总结和讨论,列举了ICP芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而,讨论了优化ICP芯片的富集效能途径,可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段,实现对靶标物的富集效能优化。最后,针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述,指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战,需要提高富集效率和选择性,解决流体控制、混合及传输问题。可以看到,微流控ICP芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势,在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。

细菌群体感应信号分子的光电检测技术

群体感应(quorum sensing,QS)是一种依赖菌群密度的细菌交流系统。在探究细菌群体感应系统的调控机制中,对QS信号分子的鉴别和检测是不可或缺的环节,其对生命科学、药学等领域涉及细菌等微生物的相互作用、高效检测和作用机制解析等具有重要的参考意义。本文在总结不同类型细菌QS信号分子来源和结构的基础上,对QS信号分子的光电检测方法和技术进行了综述,重点对光电传感检测的敏感介质、传感界面、传感机制及测试效果进行探讨,同时关注了将微流控芯片分析技术应用于细菌QS信号分子原位监测的相关研究进展。

基于分子印迹技术的细菌传感检测

分子印迹因其材料结构的稳定性及靶标物识别的特异性而被广泛应用于生化分离分析的相关领域。近年来,将具有选择性捕获、分离和富集靶标物等优势的分子印迹技术与生化传感检测技术有机结合,是目前细菌等微生物高效检测领域备受关注的研究热点。本文就分子印迹技术在细菌分析中的印迹方法、分析检测技术和典型应用等方面的最新进展进行综述。首先介绍了细菌分子印迹原理,对表面印迹的材料以及直接压印、间接印迹和电聚合等制备方法进行了总结和归纳;重点对基于荧光、电化学、石英晶体微天平(QCM)等检测模式的细菌印迹传感监测在细菌分析检测及其与微流控芯片技术耦合的应用和进展进行了综述;最后,提出了存在的挑战及发展的趋势。