微流控芯片

摘要： 数字聚合酶链式反应(digital polymerase chain reaction,dPCR)技术可以针对低浓度的目标核酸分子实现精确的绝对定量检测,在各类疾病的检测与治疗方面有着极大应用价值.针对目前商业数字PCR仪造价昂贵、体积庞大等缺点,基于智能手机与微流控芯片,设计开发了一种低成本、高集成的智能数字PCR设备.介绍了硬件系统的制作以及整机的整合搭建过程.采用PID算法,结合温控电路与半导体制冷片等硬件,进行了PCR温度循环的精准控制.最后,采用自适应阈值分割法对采集到的荧光图像进行了处理,并依据泊松分布的规律对统计结果进行了校正,完成了对PCR反应后采集到荧光图像的结果分析与检测.

摘要： 利用大学生科技创新项目设计并制作的扇形微流控芯片,实现了微流动注射化学发光体系对水中微量Co^(2+)含量的检测。通过单因素实验研究了各种条件对体系检测强度的影响。在确定的最优条件下对Co^(2+)离子进行测定,得到标准曲线、线性范围、相对标准偏差以及检出限。对青岛农业大学虹子湖水和实验室自来水进行了测定,结果与石墨炉原子吸收分光光度法的测定结果基本一致。加标回收实验表明回收率分别为109%、111%。该实验的进行,大大提高了学生的创新能力,为以后学生进行科研工作打下了良好的基础。

摘要： 20220208基于微流控芯片的气传病害孢子分离富集方法//DOI:10.25165/j.ijabe.20211405.6375空气传播的病害可导致温室作物减产,引起了人们的广泛关注。为了实现温室作物气传病害孢子的分离和富集,该研究设计了一种基于复合场的具有两级分离富集结构的微流控芯片,用于从气流中直接分离富集温室气传病害孢子。该微流控芯片主要由具有电弧结构的预处理通道、半圆形电极结构和收集槽三部分组成。

摘要： 目的解决细胞计数领域即时检测发展需求与传统显微镜和流式细胞仪不便于携带的矛盾。方法结合同轴无透镜全息显微与微流控技术,设计一种只有芯片大小的细胞计数装置。该装置利用S型微通道和脉冲进样方式,解决了全息拍摄中曝光时间与样品高速流动的矛盾。利用角谱理论得到衍射传递函数,根据图像传感器采集的原始全息图像重建物面清晰的显微图像。使用阈值分割算法得到细胞的数量和大小信息。结果用直径为7μm和15μm微球代替细胞进行实验验证,本方法的分类及计数结果相对误差不超过5.7%。每帧图像的处理时间为5 s,可以检测大约500个细胞。结论本系统能够为直径7μm以上的细胞进行计数检测,为即时细胞检测提供了一种新的解决方法。

摘要： 细胞分选在生物医学中起着重要的作用,而其中介电泳分选由于其无需生物标记,对粒子损伤小等优势得到了广泛的应用。本文设计了一种结合三维(3D)电极的介电泳力和收缩-扩张结构的惯性力的微流控芯片,通过COMSOL Multiphysics仿真软件对流体的流速分布、电场分布及粒子的运动轨迹进行仿真分析。仿真结果表明:三维电极相较于传统的平面电极,能够提供粒子垂直运动方向上的非均匀电场,更有助于实现粒子的高效率分选。此外,当粒子随流体运动时,不同的流道收缩-膨胀比分选效果不同,当收缩-膨胀比为3︰1时,分选效果会更好。通过仿真证明了所设计结构的有效性,确定了芯片尺寸,为后续的粒子连续高通量高效率分选,提供了重要的参考价值。

摘要： 微流控技术已成为目前发酵工程中筛选和表征微生物性能的重要方法。本研究从微流控技术的理论出发,将计算流体力学、颗粒-流体两相流动和牛顿运动定律理论用于粒子追踪模型,建立了毕赤酵母微胶囊收集过程的数学模型。借助仿真软件模拟了毕赤酵母微胶囊的收集过程,设计了微流控芯片中收集器结构,并进行了进一步的数值模型模拟,最后搭建了用于分析毕赤酵母微胶囊的实验平台。本研究为研究毕赤酵母单细胞表达重组蛋白奠定了一定基础。

摘要： 目的建立并评估基于微流控芯片(MC)技术检测布鲁氏菌(简称布氏菌)核酸的方法,以提高布鲁氏病(简称布病)的诊断能力。方法设计MC核酸提取、PCR和DNA反向斑点杂交相结合的检测布氏菌DNA的全自动技术流程。设计微流控全自动核酸检测(MC⁃PCR)与基因测序符合性测试、与实时荧光定量核酸扩增检测(qPCR)、TaqMan探针法检测比较实验;评估MC⁃PCR法检测布氏菌的重复性、准确性、特异性、最低检出限。结果研究组与对照组核酸溶解曲线图纵坐标峰值所对应的横坐标一致,呈现单一的溶解峰,温度相同,表示为相同的扩增产物。核酸不同提取方法之间Ct值差异有统计学意义(P0.05)。基因测序的Kappa值为0.659,与MC⁃PCR具有高度的一致性,MC⁃PCR与基因测序阳性结果符合率100%,总符合率82.5%。准确性:结果符合率为100%;特异性:结果阴性率100%;重复性:结果均可以检出布氏菌;检出限:浓度为825 copies/mL时,MC⁃PCR与qPCR、TaqMan探针法检出率差异有统计学意义(χ^(2)=24.699,P<0.05),经两两比较,MC⁃PCR检出率高于qPCR和TaqMan探针法。精密度:结果均可以检出布氏菌。结论MC⁃PCR检测布氏菌核酸的检测方法安全、快捷、及时、精准,可以应用于临床。这将提高布病诊断率,对布鲁氏菌病的防治起到重要作用。

摘要： 研究应用芯片灌注模型成功模拟体内环境分析不同管径对血栓形成和溶解的影响,并通过荧光显微镜实时检测了溶栓药物对血栓溶解的作用。通过对比研究,发现血栓容易在细小管道内生成,且溶栓所需时间较长。两种不同溶栓药物纳豆激酶(NK)和蚓激酶(LK)对血栓的溶解情况有明显不同,在相同管径和流速条件下,NK和LK质量浓度均为2.5 mg/mL时溶解血栓时间分别为21、12 min;高质量浓度药物溶解血栓速度更快,且LK作用效果比NK较为显著。通过荧光标记,LK可同时减少纤维蛋白原和纤维蛋白,从而高效溶解血栓。

摘要： 采用微流控技术可以将食源性致病菌样品的制备、分离、检测等基本单元集成到仅有几平方厘米的芯片上,与分子检测技术相结合,能够满足对食源性致病菌快速现场检测的需要。基于环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification, LAMP),设计制作出一种用于食源性致病菌快速检测的离心式微流控芯片。通过离心式微流控核酸等温扩增装置实现微流控芯片上的流体控制、等温扩增及可视化检测,可1次进行5种样品的3种食源性致病菌的检测。结果显示,基于LAMP的离心式微流控方法用于检测大肠杆菌、沙门氏菌和单增李斯特氏菌,能够在60 min内完成芯片的可视化检测,并且检测结果具有良好的特异性及敏感性,检测限为10^(3)copies/μL。将微流控技术用于食源性致病菌的核酸提取、等温扩增及检测,具有集成化、易于携带和快速分析等优势,在食品安全快速检测中具有应用的潜力。

摘要： 循环肿瘤细胞(CTCs)的分离分析一直是肿瘤相关研究中的热点方向,作为液体活检的重要标志物之一,其在外周血中的含量与癌症病发状况密切相关。然而人体血液中CTCs的含量非常低,通常来说仅有0~10个/mL,因此在开展临床血液样本中CTCs的检测前,往往需要对样本进行前处理,以实现CTCs的分离和富集。微流控芯片技术凭借样品消耗少,分离效率高,易于自动化和集成化等特点,在CTCs分离分析研究中具有诸多优势。近年来,利用微流控芯片开展CTCs分离检测的研究进展迅速,多种技术原理和检测方法相继出现。从技术原理角度进行区分,可分为生物亲和法和物理筛选法。生物亲和法主要依赖抗原抗体相互作用,或核酸适配体与靶标的特异性结合,该方法选择性高,但效率和捕获率偏低。物理筛选法则主要依据细胞本身的物理性质,诸如尺寸、密度和介电性质等差异实现分离。例如,可通过芯片微结构对CTCs进行阻隔或捕获,通过外加物理场(声、电、磁)辅助分选,也可以利用微观尺度流体力学作用对混合细胞进行筛分。物理筛选法一般通量较高,但往往分离纯度较低。同时,利用微流控芯片的集成优势将两种方法相结合,往往能得到更好的分离效果。除了以CTCs作为直接目标的正向富集外,还可以采取反向富集的策略,通过将作为干扰项的白细胞等作为靶标进行选择性地去除,可以避免直接筛选方式对CTCs细胞活性产生的影响。该文概述性介绍了利用微流控芯片开展循环肿瘤细胞分离检测的技术原理、芯片原位检测方法和研究进展,并结合现阶段存在的问题对其未来发展趋势予以展望。

摘要： 作为一门涉及生物化学、流体物理、微电子、新材料和生物医学工程的新兴交叉学科技应用技术,微流控技术是指使用微道管处理或操作微小流体(体积为纳升到阿升)的系统学科技术.微流控技术具有微型化、集成化等特征,通常被称为微流控芯片,也称为芯片实验室(Lab on a Chip)和微全分析系统(micro-Total Analytical System).

摘要： 近年来,环境中的残留抗生素及其诱导产生的抗药性已成为国内外研究的热点问题.本文使用一种单层细胞培养的微流控芯片,观察了单细胞层面上抗性基因转移的过程和现象.通过荧光质粒表达质粒PKJK5在生物膜中的空间分布,观测了细菌生长过程,并计算了供受体菌相同和不同时的基因转移率为0.59-0.6％.本文结果可为控制水环境中抗性基因的传播提供参考.

摘要： 应用微流控芯片组织工程技术,构建模拟体内环境的肾小球滤过屏障模型,连接多通道微量注射泵实现多种血流动力条件对肾小球内皮细胞与足细胞同时进行刺激,以模拟高血压肾损害时肾小球微环境.通过规模集成化芯片的多参数分析,对比不同血流动力条件对肾小球滤过屏障的影响,揭析高血压肾损害时血流动力学改变影响肾小球滤过屏障功能的分子机制.

摘要： 单细胞分析是揭示细胞异质性的强大工具.细胞异质性广泛存在于多种生物学现象当中,例如肿瘤的产生、发展、转移、侵润以及临床化疗的抗药性等等.如何能够分析单细胞水平上的细微生物学差别特别是成像与对应单细胞的基因表达之间的关系仍然是目前研究亟待解决的热点问题.因此发展了一种基于微流控芯片系统分析单细胞凋亡成像和对应单细胞RNA测序的方法。该方法不仅能够通过大规模的微坑捕获单个细胞并进行成像分析，而且能够对成像之后感兴趣的单细胞进行回收和后续的RNA分析。模拟了药物对肿瘤细胞的刺激，利用大规模微坑捕获单细胞，微坑阵列的密度约为10000个／cm2，成像之后挑选出了感兴趣的单细胞并利用二代测序技术分析了单细胞的转录组以及相关的基因表达。

摘要： 微生物世界千变万化,种类繁多.传统的微生物菌株及宏基因组文库的筛选受到试验方法的制约,很难实现高通量.针对这一问题,本实验室构建了基于微流控芯片技术的高通量筛选系统.利用微流控芯片,将微生物细胞及酶反应底物包裹在直径40微米左右的双乳化液滴中,每个液滴构成一个独立的酶反应体系.然后将这样的液滴注入流式细胞仪进行分选.

摘要： 随着微机电技术(MEMS)的发展,微流控芯片广泛应用于生物、药学、医学、化工等领域.由于其尺寸小、对精度要求高,给传统的机械加工带来了新的挑战.近年来,许多科学家针对微尺寸设备的加工成型及表面优化进行了研究.Toh将PMMA基片与PDMS盖片进行整合,并对其功能进行测试,提出了新的表面优化的方法.Huang和Liu使用了CO2激光切割技术在PMMA基片上加工微流道,通过改变激光参数、温度,分析了流道粗糙度的变化情况,并得出粗糙度最优时的切割温度.但是,也有很多研究者认为表面粗糙元的存在一定程度上会提高流动特性,即微流道的表面并不是越光滑越好.Guo等人用高斯分布模型近似表示微流道表面粗糙度,用数值模拟的方法研究了粗糙表面对流动和传热特性的影响,结果表明粗糙度在层流状态下对传热和流阻都有积极作用.Subhadeep通过在热压成型的PMMA微流道表面添加涂层,得到不同的粗糙表面形貌,从而通过表面质量来控制微流控设备的毛细流动.Chai研究了微流道表面微凸起对气体流动的影响,证明了一定的粗糙度对流体的流动特性有着促进作用.本文利用注塑成型技术得到了具有不同尺寸、不同表面形貌的流道的微流控芯片,并搭建试验台研究微流道表面形貌对流体流动特性和混合特此的影响,以此用于指导微流道的设计及加工.

摘要： 与聚合物微结构制品传统的注射成型不同,本文把注射成型工艺与光固化技术相结合,研究聚合物微结构制品光化学制造,研究微流控芯片的成型及其成型精度的影响规律,研究光固化材料的亲水性及疏水性.结果表明:采用光化学方法制造的微流控芯片流道复制度良好,透光性能良好,满足使用功能;研究的光化学改性的微制品表面达到了良好的亲水或疏水改性.

摘要： 为了进一步全面地阐明荆芥药材乙醇提取物中主要发挥抗肺癌作用的化学组成,本文基于微流控芯片技术开展不同产地荆芥药材乙醇提取物的体外抗肺肿瘤药效学研究,并通过HPLC方法建立9种不同产地荆芥药材乙醇提取物的指纹图谱,将药效指标与指纹图谱的相关信息通过灰色关联度软件进行谱效关系分析,采用HPLC-Q-TOF-MS的技术手段对其进行快速分析与鉴定.结果显示,关联系数较大的色谱峰中第19、6、16、11、18号峰所代表的化合物为香叶木素、木犀草苷、木犀草素、橙皮苷、芹菜素;第10、12、20号峰可能为柚皮素-7-O-葡萄糖醛酸苷或槲皮苷、迷迭香酸甲酯或异鼠李素-3-木糖苷、5,7-二羟基-6,4-二甲氧基黄酮.该研究进一步明确了荆芥中发挥抗肺肿瘤作用的主要化学组成,为荆芥药材的质量控制及中药复杂成分的药效物质基础研究提供方法学探讨和实验依据.

摘要： 纳米纤维素的尺寸表征是一项挑战,由于纳米纤维素的纳米级尺寸、原料的多样性和不同的制备方法.在这项工作中,通过微流控技术实现了纳米纤维素的快速和准确的动态测量.该方法允许在线分析大量样品,避免了传统方法耗时,劳动强度大并且操作复杂的缺点.在该方法中,通过高分辨率CCD捕获水中纳米纤维素的散射光,然后使用图像分析技术来计算纳米颗粒的尺寸和速度等数据.对于较小尺寸的纳米纤维素,添加了荧光标记技术以满足其在水中的发光强度.将图像中每个纤维轮廓的外接矩形和内切圆占据的像素数分别作为其长度和直径.通过使用具有明确定义的尺寸的Au纳米颗粒获得正确的计算数据.大量样本量数据与AFM图像统计数据一致.这种新方法可以在短时间内对大量样品的各种信息进行统计分析,如数量,速度,尺寸,长宽比等.这对于纳米纤维素的控制制备和商业应用具有重要意义.

摘要： 纳米纤维素的尺寸表征是一项挑战,由于纳米纤维素的纳米级尺寸、原料的多样性和不同的制备方法.在这项工作中,通过微流控技术实现了纳米纤维素的快速和准确的动态测量.该方法允许在线分析大量样品,避免了传统方法耗时,劳动强度大并且操作复杂的缺点.在该方法中,通过高分辨率CCD捕获水中纳米纤维素的散射光,然后使用图像分析技术来计算纳米颗粒的尺寸和速度等数据.对于较小尺寸的纳米纤维素,添加了荧光标记技术以满足其在水中的发光强度.将图像中每个纤维轮廓的外接矩形和内切圆占据的像素数分别作为其长度和直径.通过使用具有明确定义的尺寸的Au纳米颗粒获得正确的计算数据.大量样本量数据与AFM图像统计数据一致.这种新方法可以在短时间内对大量样品的各种信息进行统计分析,如数量,速度,尺寸,长宽比等.这对于纳米纤维素的控制制备和商业应用具有重要意义.

摘要： 本发明涉及快速检测芯片领域，具体涉及一种纸基微流控流体分配机构、微流控纸基芯片和全自动微流控纸基芯片检测分析平台，其基于微流控技术，试剂用量小、反应速度快，反应结果可快速得出，且操作简单，仅需滴加反应物等操作，而无需专业医疗相关培训，另外该芯片与检测平台无需外接流体动力源，依靠毛细作用力实现流体导流，并在微流控纸基芯片中实现高可靠性的微流控纸基流体控制，可高稳定性、低成本、高精度搭载分步复杂反应，使纸基微流控应用于更多、更复杂的场景。

摘要： 本发明涉及快速检测芯片领域，具体涉及一种纸基微流控流体分配机构、微流控纸基芯片和全自动微流控纸基芯片检测分析平台，其基于微流控技术，试剂用量小、反应速度快，反应结果可快速得出，且操作简单，仅需滴加反应物等操作，而无需专业医疗相关培训，另外该芯片与检测平台无需外接流体动力源，依靠毛细作用力实现流体导流，并在微流控纸基芯片中实现高可靠性的微流控纸基流体控制，可高稳定性、低成本、高精度搭载分步复杂反应，使纸基微流控应用于更多、更复杂的场景。

摘要： 本发明涉及微流控技术领域，特别涉及一种微流控芯片操控设备、微流控系统和微流控芯片。本发明的微流控芯片操控设备包括：基座；芯片固持装置，设置于基座上，并用于固持微流控芯片；和切换装置，包括阀体连接件和旋转驱动机构，阀体连接件可靠近和远离芯片固持装置地设置于基座上，且阀体连接件用于在靠近芯片固持装置后与微流控芯片的切换阀的阀体结合，旋转驱动机构与阀体连接件驱动连接并驱动阀体连接件转动，以在阀体连接件与阀体结合后，通过驱动阀体连接件转动，来驱动阀体旋转，实现切换阀阀位的切换。本发明能对微流控芯片进行阀位切换等自动操控，有利于微流控技术的推广应用。

摘要： 本发明公开了微流控芯片、液体分析装置、微粒分类装置和微流控芯片中的送流方法，其中，微流控芯片包括带电液滴被引入其中的中空区域和被配置为朝向中空区域设置的电极。基于作用于施加给液滴的电荷与电极之间的电力来控制液滴在中空区域中的移动方向。通过本发明，可以高速且高精确度地控制微粒子的送流方向。

摘要： 本发明公开了一种微流控基板、微流控芯片、微流控系统及检测方法，以改善现有技术的微流控基板存在控制精度受限的问题，无法操控比像素电极尺寸更小的液滴的问题。所述微流控基板，包括：透明衬底基板，位于所述透明衬底基板一面的光敏薄膜，位于所述光敏薄膜背离所述透明衬底基板一面的电控制层；所述电控制层包括：多个呈阵列排布的控制电极，位于相邻所述控制电极行间隙处的栅线，以及位于相邻所述控制电极列间隙处的数据线；每一所述控制电极通过一晶体管与一所述栅线、一所述数据线电连接；所述光敏薄膜被配置为在由所述透明衬底基板侧入射的光照射时，产生光生内建电场。

摘要： 本发明涉及微流控技术领域，特别涉及一种微流控芯片操控设备、微流控系统和微流控芯片。本发明的微流控芯片操控设备包括：基座；芯片固持装置，设置于基座上，并用于固持微流控芯片；和切换装置，包括阀体连接件和旋转驱动机构，阀体连接件可靠近和远离芯片固持装置地设置于基座上，且阀体连接件用于在靠近芯片固持装置后与微流控芯片的切换阀的阀体结合，旋转驱动机构与阀体连接件驱动连接并驱动阀体连接件转动，以在阀体连接件与阀体结合后，通过驱动阀体连接件转动，来驱动阀体旋转，实现切换阀阀位的切换。本发明能对微流控芯片进行阀位切换等自动操控，有利于微流控技术的推广应用。

摘要： 本发明公开了微流控芯片、液体分析装置、微粒分类装置和微流控芯片中的送流方法，其中，微流控芯片包括带电液滴被引入其中的中空区域和被配置为朝向中空区域设置的电极。基于作用于施加给液滴的电荷与电极之间的电力来控制液滴在中空区域中的移动方向。通过本发明，可以高速且高精确度地控制微粒子的送流方向。

摘要： 本发明涉及微流控领域，特别涉及微流控芯片及含有该微流控芯片的装置，以及用于制备微乳化液滴的应用。该微流控芯片通过液滴融合部件5的结构结合交流电极10施加交流电场，在不影响细胞活性的前提下达到高效率的液滴融合。

摘要： 本发明涉及一种微流控芯片、微流控测试系统和微流控测试方法，通过依次相连的进样通道、光纤通道、出样通道，光纤通道连通于进样通道和出样通道之间，并设置有至少一个进样口、一个出样口，光纤通道设置有锥形光纤，流体通过进样口进入并与光纤接触，锥形光纤包括锥形区和尾纤；锥形区刻写有光纤光栅，锥形区长度小于光纤通道长度。光波输入锥形光纤，通过锥形区的光纤光栅消逝场与流体发生光的作用与耦合，利用光纤光栅将光信号进行反射。信号在一根光纤上传输，光路更为稳定；同时光信号两次经过锥形区，使得光与流体的作用更为充分，提高检测的效率，且锥形光纤的反射光谱具有较大带宽，可以配合波分复用器，从而实现多种流体的同步测量。

摘要： 本实用新型涉及一种用于微流控芯片的磁性塞体微阀门，在一个实施例中，磁性塞体微阀门至少包括：第一电磁铁、第二电磁铁及磁性塞体；其中，第一电磁铁，位于芯片中的盖片的上方；第二电磁铁，位于芯片中的基片的下方；磁性塞体，位于基片和盖片之间的微流道内；第一电磁铁和第二电磁铁通过控制磁性塞体在微流道内的位置，控制磁性塞体微阀门的开启和关闭。同时本实用新型还设计一种带有上述磁性塞体微阀门的微流控芯片。本实用新型采用磁力作为磁性塞体阀的驱动力，能耗低，响应速度快；磁性塞体外层采用PDMS材料包覆，对微流体无污染，并且具有良好的密封性，阻止了漏液现象的发生；同时，阀门制作工艺简单，成本低，可应用于几乎所有微流控芯片中。