微流控芯片技术在生物学中的应用

分析装置的集成化、自动化及微型化现已成为物质分析和临床检测的研究热点。微流控芯片（microfluidic chip）作为一种新的微型分析平台建立于20世纪90年代,它通过微细加工技术在芯片上构建由储液池、微反应室、微管道等微功能元件构成的微流路系统,加载生物样品和反应液后,在压力泵或者电场作用下形成微流路,于芯片上进行一种或连续多种的反应,达到对样品的高通量快速分析的目的。微流控分析芯片由于具有高度集成性,可在一张芯片上完成采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等多种功能,     

微流控芯片用于肿瘤细胞分析的现状与发展趋势

自20世纪90年代,瑞士科学家Manz等[1]提出"微流控芯片实验室"以来,微流控芯片以其微型化、自动化、集成化的独特优势成为当前生命科学、分析化学、微机械、微电子及纳米科学等领域的研究热点.微流控芯片是通过微细加工技术在玻璃或硅基片上构建以微管道网络为结构特征,集样品制备、反应、分离、检测等功能于一体的微型分析平台,具有自动、高效、节约、快速等优点.目前,微流控芯片在DNA分析及测序[2,3]、蛋白质的分析与检测[4,5]、细胞操控和胞内成分分析[6,7]等研究领域显示出巨大的优势与潜力.     

微流控芯片模拟体内受精状态分选精子的应用

目的:微流控芯片作为一项全新的辅助生殖技术,尝试基于该芯片设计出一种模拟体内输卵管受精状态的分选精子的方式。方法:按功能构建微流控芯片,通过研究通道中不同部分的精子动力学及流体运动来实现精子分选。整个过程近似模拟体内输卵管受精状态。结果:通过对11例精液标本的微流控芯片分选,在通道入口,(A级+B级)%精子从37%提升到80%,同时,在通道出口,(A级+B级)%精子从37%降低到16%。结论:这种全新的微流控分选精子的方法不仅降低了分选过程中对精子的损伤,提高了分选的效率,同时实现了微量分选,从而为微量精液受精提供了可能。而且,这种方法充分模拟了体内输卵管精子运动的过程,为进一步的研究奠定了基础。     

总T3快速检测微流控芯片的制作及应用研究

目的 建立一种可以用于免疫分析的微流控芯片系统。方法 采用激光直接加工法制备微流控芯片，建立由流体控制系统、免疫反应系统和信号处理系统构成的芯片系统，用免疫竞争法测定总T3。结果 芯片系统可以在20min内完成总T3的分析，所需要的标本量和试剂量为5μl。线性范围为1～10ng／ml，批内CV平均为7．2％。批间CV平均为10．7％，回收率为108．5％。结论 微流控芯片系统用于检测总T3具有快速、灵敏、稳定、可重复使用的特点。     

微流控芯片在肿瘤仿生模型构建中的应用

微流控芯片是一种在微米尺度下对流体进行精确操控的新技术,已被证明是对哺乳动物细胞及其微环境进行操控的理想平台.本文拟围绕肿瘤转移过程中的一些关键环节,对微流控芯片在肿瘤仿生模型构建中的应用作一综述.目前,基于微流控芯片技术构建的肿瘤仿生模型主要包括:肿瘤原发灶模型、肿瘤细胞诱导血管新生模型、肿瘤细胞内渗模型、肿瘤细胞外渗模型、肿瘤多器官转移模型等.相对于传统的体外研究方法,这些仿生模型很大程度上再现了体内的肿瘤微环境,逐渐成为肿瘤研究极重要的平台.     

微流控芯片用于AFP快速检测的研究

目的建立一种可以用于免疫分析的微流控芯片系统。方法采用激光直接加工法制备微流控芯片,建立由流体拉制系统、免疫反应系统和信号处理系统构成的芯片系统,用于甲胎蛋白的测定。结果芯片系统可以在20min内完成AFP的分析,所需要的标本量和试荆量为5μl,线性范围为1-800ng／ml,批内CV平均为4．8％,批间CV平均为7．0％,回收率为96．3％。结论微流控芯片系统是一种快速、耗费小、可重复使用的AFP测定方法。     

微流控芯片实验室及其功能化

对微波控芯片实验室技术及其功能化的最新进展予以综述,着重介绍了微流控芯片实验室与毛细管电泳的关系,功能化微流控芯片实验室的几个要素,微流控芯片实验室的一般功能,特别是其在高通量药物筛选领域的发展前景。作为示例,介绍了作者所在实验室在这一领域已经取得的进展。     

微流控芯片电泳在尿蛋白分离中的应用

目的:将微流控芯片电泳用于临床尿蛋白分离的验证试验,评价其在临床上的应用价值。方法:用微流控芯片电泳对30例尿蛋白定性试验为阴性的对照组和70例尿蛋白定性在 以上的病例组进行检测,以白球蛋白的峰面积比值判断蛋白尿的选择性,并与美国Helena琼脂糖凝胶电泳结果比较。结果:30例对照组未检出蛋白峰,70例病例组除2例外均检出蛋白峰,其中选择性蛋白尿16例,非选择性蛋白尿50例,溢出性蛋白尿2例,与美国Helena琼脂糖凝胶电泳结果100%相符,与临床诊断符合率为97.14%。结论:该法用于临床尿蛋白分离的验证试验,效果很好,适于在中小医院普遍推广。     

高分子聚合物微流控细胞芯片的改性研究

目的 探讨2种不同硅烷化试剂对高分子聚合物材料PDMS芯片的改性效果和改性后芯片在细胞捕获/筛选的初步应用.方法 接触角实验考察不同硅烷化试剂处理的PDMS样本亲水性,筛选硅烷化试剂及其浓度,以芯片上的非特异性细胞捕获实验验证筛选结果,并连接抗体构建功能化芯片,进行细胞捕获实验的初步研究.结果 2种硅烷化试剂均对...     

利用微流控芯片技术进行人类精子优选的效果分析

目的:通过使用微流控芯片技术对男性不育症患者的精子进行选择,观察该方法优选精子的效果。方法:选择80例男性不育症患者,选择其中精子活力a级+b级<35%的患者30例,分别采用自行设计和制造的微流控芯片进行优选以及采用改良后的上游法进行优选,对于剩余50例患者采用微流控芯片法进行优选,观察优选后精子活力、畸形率等参数。结果:50例患者经过微流控芯片优选后,精子活力显著提高,精子畸形率显著降低,差异有统计学意义(P<0.05)。对于30例中度弱精子症患者两种方法优选后精子活力显著提高、畸形率显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),且微流控芯片法优于改良后上游法。结论:微流控芯片法优选精子效率高、操作简便、对精子几乎无损害,适合在临床辅助生殖中普及和推广。     

微流控芯片三相层流用于人参中人参皂苷的提取研究

目的 建立基于三相层流微流控芯片萃取技术进行人参药材中成分提取的方法.方法 设计了三通道入口萃取芯片,两侧通道经表面疏水处理,用注射泵引入脂溶性溶剂乙醚及萃取剂水饱和正丁醇,中间亲水通道用注射泵引入药物初提液;将水饱和正丁醇所得提取液用高效液相色谱法(HPLC)进行测定,检测人参总皂苷的质量分数.结果 三相层流芯片比双相层流芯片所得人参皂苷质量分数高,3种人参皂苷Rg1、Re、Rb1的质量分数分别提高了3.95倍、3.32倍、5.94倍.结论三相层流芯片可用于3种不同极性溶剂的同时层流处理,效率高、时间短、消耗低,不但可用于同时提取和分离,也可推广至多种极性部位的共同萃取.     

微流控芯片技术在生命科学领域的研究进展

经过十几年的发展,微流控芯片技术已经成为21世纪最为重要的前沿技术之一,现已广泛应用于生命科学、环境监测、食品分析等领域,与传统检测方法相比,其具有高灵敏度、高通量、样品和试剂耗量小等优点。本文将微流控芯片技术在生命科学领域的研究进展从基因检测、蛋白质组学研究和细胞分析三方面做一综述。     

功能化微流控细胞芯片的构建及初步应用

目的 构建一个结构简单,并有利于细胞贴壁培养的微流控芯片系统.方法 利用生物交联剂将RGD肽共价连接在芯片微通道表面,通过与细胞膜表面整合素家族的特异性识别,促进细胞的黏附与贴壁生长;考察不同浓度RGD的功能化效果.结果 化学交联法能将RGD有效的固定在芯片微通道表面,形成均匀一致的RGD层.RGD功能化处理的细胞...     

TSH的快速免疫检测在微流控芯片系统中的应用

目的建立一种可将免疫反应原理与化学发光技术相结合的微流控芯片系统。方法采用激光直接加工法制备微流控芯片,用双抗夹心法测定TSH。结果芯片系统可以在25min内完成TSH的检测流程,所需的标本和抗体试剂量为10μl,线性范围为0-50μIU/ml,批内CV平均为4.7%,批间CV平均为4.6%,平均回收率为95.3%。结论用于检测TSH的微流控芯片系统灵敏、快速、操作简便、可重复使用。     

微流控芯片用于甲胎蛋白化学发光免疫分析的研究

目的：建立一种可用于免疫分析的微流控芯片系统。方法：采用激光直接加工法制备微流控芯片，建立基于超顺磁珠的化学发光微流控免疫分析系统，用于甲胎蛋白（AFP）的测定。结果：芯片系统可在20min内完成AFP的分析，所需要的标本量和试剂量为5μl，线性范围为1～800ng／ml，批内变异系数（CV）平均为6，3％，批间CV平均为7．8％，回收率为94．3％。结论：微流控芯片系统是一种快速、耗费小、可重复使用的AFP测定方法。     

RGD多肽功能化的微流控芯片识别/捕获肿瘤细胞的研究

目的 探讨经RGD多肽功能化后的微流控芯片系统识别/捕获肿瘤细胞的效果.方法 采用化学共价连接的方法固定RGD多肽,建立由流体控制系统、免疫反应系统构成的细胞识别芯片系统,用于细胞的筛选/捕获;选用不同密度的细胞进行进样试验,考察不同细胞密度对通道内细胞数量的影响,并讨论不同的孵育时间对细胞捕获的影响.结果 随着进样细胞密度的增加,进入通道内的细胞明显增多;此功能化后的芯片系统在15 min内对A549的捕获率为90%,在20min内可完全将细胞捕获于管壁.结论 经RGD多肽修饰的微流控芯片系统可在短时间内对A549细胞进行有效的筛选,且在细胞数量很低时,也能对其进行捕获.     

微流控芯片技术在急性呼吸窘迫综合征中的研究进展

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是以广泛的肺泡-毛细血管内皮损伤为主要病理改变、以进行性呼吸困难和顽固性低氧血症为临床表现,具有全身炎症反应特征的临床综合征。ARDS发病急,进展快,死亡率极高。在针对ARDS的新药研发和治疗方法的探索中,现有的体外模型如细胞、动物、类器官等在模拟ARDS真实性方面具有一定的局限性,而基于微流控技术的肺芯片是一种用于体外构建人体器官生理病理微环境的新技术,能更准确地模拟体内微环境,在ARDS等肺部疾病的研究工作中具有极大的应用潜力。该文综述了ARDS实验研究常用模型平台的优势与差别,重点介绍了肺芯片模型在ARDS中的研究进展。     

三维立体微流控芯片制作方法研究

目的通过对三维立体通道模具的制作进行研究,以制备能生产高效低价均一载药微液滴的三维立体微流控芯片。方法试验过程中对芯片模具基底材料,曝光时间、刻蚀时间对三维立体微流控芯片模具制作的影响,及聚二甲基硅氧烷（PDMS）的配方和固化温度对微流控芯片成型的影响进行了系统地研究,获得最优化工艺参数,制备出最适合于产生载药微液滴的微流控芯片。结果有机玻璃板综合性能最优,可作为芯片模具基底材料;刻蚀时间、曝光时间随通道厚度的增加而增长。对于层数较少的掩膜（如1、2层）最佳曝光时间为10、15s。一般采用大于临界时间,使所需通道稍微过曝。以PDMS为材料注塑成型制备出理想的三维通道微流控芯片,并采用自动进样泵于各通道注入不同液相来高速制备尺寸可控的均一微液滴。结论该模具制备方法快速、价格低廉,克服了大多数三维微流控芯片模具制作工艺复杂、成本高昂等缺点,PDMS注塑成型技术操作简单,可满足快速生成粒径理想、尺寸均一化、重现性好的载药微液滴的要求。     

基于微流控技术的肺芯片体外模型构建的研究进展

<正>微流控技术是一种精确控制和操控微尺度流体，以在微纳米尺度空间中对流体进行操控为主要特征的生物技术^[1,2]，微流控芯片(microfluidic chip)可以构建各种微环境，实现多种细胞间共同培养，为细胞生长提供一种与人体高度近似的环境^[3,4]，如肺芯片^[5,6]、血管芯片^[7]、肠芯片^[8]、肝芯片^[9]、肌肉芯片^[10]等。芯片上的器官(organs-on-a-chip,OOC)是指使用3D培养技术对干细胞进行分化诱导进而形成类似于目标器官或组织的技术^[11]，相比于广泛使用的Transwell方法^[12]，它不需要使用专门设计的流动腔来模拟流体剪切力等生理特征，可以取代动物实验模型，降低药物开发成本，为药物递送和毒性筛选提供更好的平台^[13]。     

酸碱指示剂pKa值的分光光度测定法

1 实验方法 在一般教材上均给出了一些常用的酸碱指示剂的pKa值,以此作为指示剂的理论变色点.酸碱指示剂本身是一种有机弱酸或弱碱,通常是采用酸度计先测定其电离常数,再由电离常数换算成pKa值[1],该法繁琐,步骤较多,测定误差较大.我们采用分光光度法测定了部分酸碱指示剂的PKa值,其结果均与文献值十分接近.该法准确、简便,具有实用价值.