微流控芯片发展与展望

介绍了微流控分析系统的一般特点、发展历史和近期的研究进展.分别讨论了微流控分析系统中有关流控系统、芯片材料、检测系统、集成化系统、分离系统、试样引入和前处理系统等研究领域的发展趋势,并对微流控分析系统的应用前景做出了展望.     

微流控芯片热压成型机液压系统

提出了微流控芯片热压成型方法。介绍了热压成型的原理,并对微流控芯片热压成型机进行了总体设计。分析了热压成型机的液压系统及其器件选择方法,设计了热压成型机的整体液压回路,对液压系统进行了压力精度控制试验。试验结果表明,该系统控制精度在容许的范围之内。     

微流控芯片测定阿司匹林中乙酰水杨酸含量

本文利用自制微流控芯片测定阿司匹林中乙酰水杨酸含量,讨论影响测定的多个因素,同时用药典法和常规电导滴定法验证测定结果的可靠性,为微型全分析系统整体集成和样品现场分析奠定一定理论与实验基础。     

微流控分析芯片的加工技术

综述了微流控分析芯片和加工技术和材质性能,光刻和蚀刻技术常用于加工硅,玻璃和石英芯片。有机聚合物由于品种多,易加工,是代替玻璃和石英的芯片材料。本文总结和讨论了各种芯片材料和它们的加工方法,如光刻,湿法刻蚀,干法刻蚀,模塑法,软刻蚀,热压法,激光切蚀法,LIGA技术和键合技术,引用文献36篇。     

单细胞捕捉微流控芯片设计及流场分析

聚合物单细胞捕获微流控芯片中流场分布对细胞捕获有着重要意义,是芯片结构设计的一个关键因素.在聚合物单细胞捕获微流控芯片中,不同尺寸微坝结构对细胞捕获效率有影响.针对成骨细胞的捕获与培养设计了3种尺寸的微坝结构,并对成骨细胞捕获和培养过程芯片内部流场进行了模拟分析,模拟结果显示下端开口尺寸为10μm的微坝结构内部流速最小,故其流体对细胞产生的作用力越小,细胞变形程度越小,细胞越容易被留在微坝中,从而被捕获.为之后的实验提供了一定的指导作用.     

SARS病毒的微流控芯片实验室系统检测

采用自行设计的RT-PCR试剂盒。在自制的由聚合酶链反应(PCR)——毛管电泳(CE)芯片、芯片热循环仪和激光诱导荧光芯片分析仪组成的微流控芯片系统上，对SARS病毒(重症急性呼吸综合症)和18例SARS患者咽拭子样品连行了分析和检测，实现了聚合酶链反应和电泳检测的微流控芯片在线分析。微流控芯片系统具有高检潮灵敏度、高分辨率、高检出率等优点，试剂消耗少和检测时间短，可能成为SARS早期检测的一种新的手段。     

微流控芯片PCR循环温控系统

介绍了一种适用于微流控芯片PCR扩增的新型循环加热系统,包括系统可控电源电路设计、控制方案确定及控制算法实验.实验表明该系统消耗试剂量小,温度控制准确、稳定,适用于微流控芯片PCR扩增实验.     

微流控芯片与电喷雾质谱联用接口的制作与应用

介绍了自制玻璃微流控芯片与电喷雾离子化质谱(ESI-MS)联用接口的制作方法。在芯片边缘直接将外接管路与管道相连，通过芯片上的旁路引入辅助液体，通过电场或压力驱动将样品送入质谱仪，实现稳定电喷雾。以芯片作为预进样平台，利用质谱检测了蛋白混合物、兴奋剂类药物混合物和中药提取物。在接口制作中，使用CB胶和保护性盖片，解决了机械加工步骤(切割、打磨和打孔等)中对微型结构的保护封装问题；在外接管路中的金属双通上施加高压电场地电势，实现了芯片管道中液体的电渗泵驱动。     

微流控芯片与生物质谱联用技术的发展与展望

本文系统归纳了当前微流控电泳芯片与生物质谱的联用模式。芯片材质涵盖玻璃与高聚物 ,与接口衔接的电离手段包括电喷雾电离 ( ESI)和基质辅助激光解析电离 ( MAL DI)。此两种技术的联用推动了蛋白质组学等生化研究领域的新技术平台的发展     

聚合物微流控芯片的键合技术与方法

在微流控芯片的制作中,键合是关键技术之一,基片与盖片只有通过键合才能形成封闭的微通道,因此键合质量直接影响芯片的制作质量。对键合方法进行了分类,综述了目前已有的芯片键合技术及方法,分析了各种键合方法在制作质量、制作效率以及是否适用于批量化制作等方面的局限性,详细介绍了具有效率高、适合批量化生产等优点的超声波键合技术的研究进展。     

微流控光纤芯片的研究

微流控光纤芯片是一种把光纤植入到芯片中以方便检测的新型生物分析芯片，它利用光纤传输激发光，使激发光斑的直径大大减小，省去了光学会聚装置，缩小了检测系统的体积，提高了检测灵敏度。另外，它具有试剂消耗少、处理速度快、制作成本低、制作方法简单等优点，成为微全分析系统（μ-TAS）研究的热点。结合目前带光纤微流控芯片的发展状况，综述了两种类型芯片的制作方法及其所需材料，介绍了每种芯片的检测原理、结构及分类，分析了每种芯片的优点与不足，并探讨了其发展趋势。     

实时荧光PCR芯片及其检测平台的设计

研制了一款实时荧光PCR芯片及其检测平台.其中PCR芯片实现样品的预处理及实时荧光反应等功能;检测平台实现实时荧光检测、分析及处理等功能.该检测平台由注射泵系统、实时荧光信号采集系统和PCR温度控制系统等组成.并成功地实现了从血液中提取白细胞及同一腔体中PCR反应、检测以及分析等.实验结果表明,该系统能满足实时荧光PCR芯片的控制与检测实验结果,达到了设计各项指标.     

聚合物微流控芯片激光加工及建模研究

在CO2激光直写聚合物PMMA微流控芯片加工原理基础上，对建立激光直写PMMA微流道的数学模型进行了研究。采用能量守恒原理对激光直写PMMA微流道成形进行分析，结果表明其微流道的形状呈高斯函数型分布，并获得了微流道深度与激光功率、加工速度及加工次数的函数关系模型。实验数据较好地验证了所建模型的正确性，该模型对CO2激光直写聚合物微流控芯片的加工参数选择具有较好的指导作用。     

热压法快速制作微流控芯片模具

提出了一种微流控芯片模具的快速批量制作方法。应用光刻与湿法腐蚀技术制作玻璃母模,然后采用热压成形技术批量制作聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)阳模,再利用阳模浇模、键合批量制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片。结果表明,该法制作的PMMA模具及复制得到的PDMS芯片平整度好、一致性高,其沟道宽度和深度的相对标准偏差分别小于0.5%和1.5%。     

Determination of Escherichia coli in Marine Sewage by Fluorescence Using a Microfluidic Chip

Pathogenic bacteria in sewage from ships are a threat to the marine environment and port security. However, most control regimes do not have an effective method for inspecting sewage; therefore, a suitable instrument is needed. This article reports single cell detection employing laser-induced fluorescence of Escherichia coli in marine sewage from a microfluidic chip with embedded optical fibers. Single E. Coli cells were determined following staining with fluorescein with a signal-to-noise ratio exceeding five.     

磁珠分离式样品提取微流控芯片的磁珠运动速度建模及特性研究

为提高磁珠分离式生物医学样品的提取效率,采用永磁和软磁体相结合的磁场设计结构,提出一种新型磁珠分离式样品提取微流控芯片。利用静磁学和流体力学基本原理推导出流场中磁珠运动的速度模型,通过多物理场耦合仿真软件对流场中磁珠运动规律进行瞬态仿真,分析软磁体的结构和分布对微流道内磁珠的水平分速度以及竖直分速度的影响关系,计算不同设计结构所允许的磁珠完全吸附时微流道中最大允许流量。结果表明,增大软磁体的厚度可以快速减小磁珠水平运动的速度,并减小其在垂直方向上的波动,且在双软磁体作用时,软磁体的间距越大,水平方向和垂直方向的速度波动越大;间距越小,磁珠粒子速度稳定的时间越短。     

带有凸凹微结构的微流控基片热压成形特性研究

研究了热压法制作带有导能筋的新型凸凹微结构的成形特性。从理论出发对材料的本构关系及其温变特性进行了表征,通过对商用软件的二次开发实现了成形特性理论模型的应用,利用有限元法对带有导能筋的基片的热压过程进行仿真,分析了在压力受到严格限制的情况下热压温度以及保温保压时间对复制精度的影响,在此基础上优化了工艺参数。利用套刻法和各向异性湿法腐蚀技术制得所需的硅模具,进行了热压试验,试验结果验证了仿真结果的有效性。