基于免疫微传感器的微流体系统

作为提高免疫微传感器一致性及稳定性方法的关键研究内容之一,在MEMS工艺制备的电极型免疫微传感芯片的基础上,设计和制备微反应室以及微进出样沟道,以期利用微流体系统配合完成敏感膜固定化及免疫检测过程,探索提高生物敏感膜固化的稳定性和一致性,提高免疫微传感器检测一致性的技术和方法。设计了不同结构的微流体结构,并通过软件对不同结构对免疫检测过程所带来的影响进行了分析和比较。该研究对于面向应用的微型免疫生物传感器的研制有着重要的研究意义和实用价值。     

基于免疫微传感器的微流体系统

作为提高免疫微传感器一致性及稳定性方法极型免疫微传感芯片的基础上,设计和制备微反应室以及微进出样沟道,以期利用微流体系统配合完成敏感膜固定化及免疫检测过程,探索提高生物敏感膜固化的稳定性和一致性,提高免疫微传感器检测一致性的技术和方法.设计了不同结构的微流体结构,并通过软件对不同结构对免疫检测过程所带来的影响进行了分析和比较.该研究对于面向应用的微型免疫生物传感器的研制有着重要的研究意义和实用价值.     

微流体系统驱动技术的研究进展

微流体驱动大致可以分为两类:一类是从宏观流体驱动移植过来的驱动方式;另一类是根据微尺度下流体特性设计的驱动方式。对两类不同的驱动方式进行了介绍与比较,前者原理成熟,基本都符合经典流体理论,在亚微米以上级微流体流道尺寸中的应用较广;相比之下,后者设计原理新颖,常用于微米甚至纳米级的微流体系统中,具有更好的发展前景。     

MEMS和微流体分析系统的发展

微机电系统(MEMS)是在微电子及微机械等学科基础上发展起来的新兴多学科交叉研究领域，是当今科学技术最具潜力的发展方向之一，而微型流体分析系统是这一研究领域中的热点。本文综述了MEMS技术以及作为MEMS技术一个重要研究方向的微型流体分析系统的起源及其广阔的市场应用前景．并对MEMS产品的市场化存在的问题进行了讨论。MEMS技术及微型流体分析系统的诞生必将对今后的化学、医学及生物学等领域的研究工作产生重大影响。     

基于微流体技术的FBAR微质量传感器

基于微机电系统(MEMS)技术的薄膜体声波谐振器(FBAR)在无线通讯领域取得了巨大的成功后,由于其具备厚度薄,体积小,与IC兼容及谐振频率和灵敏度都远高于传统的微质量传感器(如石英晶体微天平)等优势,逐渐在微生物分子检测方面崭露头角.由于微生物分子大都生存于液体环境,而纵波模式下FBAR微质量传感器在液体环境中声波损耗大,其品质因数Q值只有3.53.因此,该文在分析了纵波模式下FBAR微质量传感器在气相和液相环境中的特性后,针对液相环境中传感器Q值较低问题,设计了一种具有微通道的FBAR微质量传感器,使其Q值达到30.85,增加了近9倍,从而提升了纵波模式下FBAR微质量传感器对液体中微生物分子检测的性能.     

基于硅结构的微流体控制系统

基于硅结构的微流体控制系统（μFCS）是微机电系统（MEMS）中的一个重要分支 ，可广泛用于生物、医学、化工、电子等领域。主要综述了微流体控制系统中的微流体传感器、微型泵、微型阀的工作结构原理及其国内外研究现状，同时还探讨了集成微流体控制系统的研究现状。     

基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术

介绍了基于MEMS技术的微流体混合器及相关技术,给出了各种微流体混合器的结构、原理和特点,同时对微管道中流体混合的仿真、实验技术以及微管道中微量流体混合程度的评价方法等作了概述。     

基于MEMS的微泵研究进展

基于微加工技术的微流体系统是微机电系统(MEMS)的一个重要分支,可广泛应用于航空航天、生物、医学、化工、电子等领域。本文主要综述了微流体系统中的微型泵结构、工作原理以及国内外研究现状。     

集成微机械传感器的最新进展

微机电系统(MEMS)的迅速发展改变了设计者观察硅基微机械部件的方法。将这些结构同调整和处理电路、校准存储、与外界接口等结合起来的种种努力,现已到了收获季节。集成更多的片上功能已获得部分成功,显示这种想法的商业可行性。有趣的是,一些设计者已在致力于下一代集成硅传感器,使最新     

微机电系统的研究内容与发展现状

概述了微机电系统（MEMS）的定义和特征,从理论基础、技术基础和工程应用三方面,阐述了微机电系统的研究内容,简要介绍了MEMS基础技术及MEMS器件的研究现状。     

基于导电聚合膜及MEMS技术的安培免疫传感器

研究采用微电子机械系统(MEMS)技术在硅基底上制备可集成微型安培免疫传感器,用于人免疫球蛋白(IgG)的检测.该传感器包括两个铂电极以及SU-8胶形成的微反应池和敏感池.工作电极的敏感表面首先聚合聚吡咯膜,然后通过戊二醛的交联作用实现抗体的固定.最后通过夹心法实现对IgG的检测.该传感器检测线性范围5～255 ng/mL,响应时间3 min.具有线性好、响应快、试剂用量少、微型化、便于集成等优点.     

基于电聚合蛋白A固定抗体的免疫微传感芯片

采用MEMS工艺在硅衬底上制备了电极型免疫微传感芯片,重点探索了微传感器敏感表面抗体固定化的方法。尝试采用蛋白A与吡咯共同电化学聚合,进而由蛋白A结合抗体的方法,实现了抗体的固定。将该免疫传感器对人免疫球蛋白G(HIgG)进行检测,在5~160ng/mL以及160~640ng/mL呈分段线性的特性,实现了微剂量、低浓度的免疫检测,验证了该固定化方法的可行性。此法具有省时、简便、易控、适合微传感器固定的优点。     

基于电聚合蛋白A固定抗体的免疫微传感芯片

采用MEMS工艺在硅衬底上制备了电极型免疫微传感芯片，重点探索了微传感器敏感表面抗体固定化的方法。尝试采用蛋白A与吡咯共同电化学聚合，进而由蛋白A结合抗体的方法，实现了抗体的固定。将该免疫传感器对人免疫球蛋白G（HIgG）进行检测，在5-160ng/mL以及160-640ng/mL呈分段线性的特性，实现了微剂量、低浓度的免疫检测，验证了该固定化方法的可行性。此法具有省时、简便、易控、适合微传感器固定的优点。     

基于MEMS技术的安培酶免疫传感器研究

该文采用MEMS工艺制备可集成安培酶免疫传感器,用于人免疫球蛋白IgG的检测。该传感器以硅作为基底,铂作为电极,工作电极敏感面积1mm2。SU-8胶形成的微反应池结构使该传感器试剂用量仅为l量级。聚吡咯作为酶与电极之间的电子转移基体聚合于工作电极敏感表面,戊二醛作为交联剂进行抗体(羊抗人IgG)的固定。抗体与酶标抗体(辣根过氧化物酶HRP标羊抗人IgG)对人IgG进行特异性夹心识别,通过检测酶标HRP对底物H2O2催化产生的电流信号实现免疫检测。该传感器工作电压-0.3V,检测下限5ng/ml,线性范围5～255ng/ml,响应时间3min,具有响应快、下限低、试剂用量少、微型化、便于集成等优点。     

用于免疫微传感器的CMOS微弱电流读出电路

分析了传感器微电极产生信号的特点,阐述了读出电路的工作原理和设计要点,采用电流转换为时间的方法实现了弱信号的读出,最小可测量1pA的直流。电流,量程达5个数量级,相对误差小于0．1。并且系统自带10位数字信号输出,避免了使用AD转换器带来的功率和空间的消耗。系统采用Chartered 0．35um标准CMOS工艺流片。     

基于红外光强的数字微流控系统定位

基于介电润湿(EWOD)效应的数字微流控(DMF)系统是一种能够实现多个独立的微液滴控制的新兴技术。该技术具有芯片结构简单、控制方法易于实现、样品消耗小和无流体运动死区等优点。为了满足DMF系统液滴精准驱动与控制的迫切需求,提出了一种基于红外光强的DMF系统定位方法,该方法可以在驱动控制液滴的同时,实现无输入参数的液滴精准定位。进一步基于该定位方法,实现了DMF系统的反馈控制。最终实现了一套具备液滴驱动、定位和反馈功能的DMF控制系统。实验结果表明提出的方案有利于提高DMF系统应用的成功率和可靠性。在同样的芯片参数结构下,成功率提高了约38%。同时设计的控制系统可以为其他研究基于EWOD的DMF系统的研究团队提供一个可靠的自动化实验平台。     

基于蚁群算法的数字微流控芯片并行测试

可靠性是数字微流控生物芯片的一项重要指标,尤其是在安全性要求较高的应用领域。因此,芯片需要在生产制造后或生化实验前进行充分测试,以排除故障,确保实验结果准确。文中针对芯片的结构故障,提出了一种基于蚁群算法的并行测试方案,实现对较大规模的数字微流控芯片进行多液滴并行测试。该方案首先将芯片模型转化为MTSP模型,并利用蚁群算法分布式计算特性搜索多组优化的测试路径,完成对数字微流控芯片实验路径的测试。实验结果表明,该方案可用于在线测试,并能有效地减少大规模芯片的测试时间,且提高了工作效率。     

基于极大倾角光纤光栅的降钙素原免疫传感器

降钙素原(Procalcitonin,PCT)对于反映患者炎症甚至败血症患病程度具有重要意义。为实现低浓度PCT的免标记检测,利用极大倾角光纤光栅(Excessively Tilted Fiber Grating,Ex-TFG)的低温度交叉敏感性和高折射率灵敏度的优点,在光纤的表面修饰金黄色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus Protein A,SPA),再将PCT单克隆抗体固定在SPA分子层,从而构成对PCT具有特异性检测功能的免疫传感器。实验结果表明:降钙素原含量为0.5ng/mL时,谐振波长红移约13pm;PCT的浓度为200ng/mL时,Ex-TFG的红移量基达约125pm;浓度为1 000ng/mL时,红移量趋于饱和,最大红移量约150pm。通过对实验数据拟合,发现Ex-TFG谐振波长的红移量与PCT浓度之间的关系满足Langmuir模型,相关性系数为0.98。该方法为低浓度PCT的检测提供了一种免标记、快速的检测方法。