微流控系统中毛细管电泳(CE)分离技术

前言微流控芯片是以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等既有光、电和流体输送功能的元件,最大限度地把采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等分析功能集成在芯片上的微全分析系统。微流控芯片(Microfluidic Analysis)是微分析系统的主要组成部分,它与生物芯片(Biochips)或微阵列芯片(Microarray chips)统属LOC系统。但是生物芯片与微流控芯片涉及的是两个完全不同的学科技术领域,并经历了各自独立的发展过程。因生物芯片的应用对象主要是DNA分析,所以也称为DNA芯片,其发展要早于微流控芯片4-5年,始于80年代末。其发展主要来自与现代遗传学的一些重要发现,并直接受益于该领域的某些重要研究成果。微流控芯片则是90 年代初、中期主要在分析化学领域发展起来的,它以分析化学为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,以生命科学为目前主要应用对象,是当前微全分析......阅读全文

为何选择硅基微流控芯片?

第一种应用于微流控芯片的材料是硅,虽然它很快被玻璃和聚合物取代。硅首先被选中是因为:* 它对有机溶剂的耐受性* 容易金属沉积* 优越的导热性* 表面稳定性然而,硅基微流控芯片由于其硬度而不易处理,因此难以生成如微阀或微泵等有源微流控部件。另一个缺点是当进行光学检测时,硅展现出明显的不透光性。此外,由

微流控芯片驱动磁驱动泵

采用磁激发的泵(magnetic-actuated pump) 即磁驱动泵(magnetically-driven pump ,MDP) 也是一种重要的微流体驱动控制技术—磁流控技术。磁流控技术与光驱动泵一样,一般需要在被驱动流体中添加亲磁性纳米粒子介质,实现对流体的有效控制。磁流体驱动泵的优缺点优

微流控芯片优势及其瓶颈分析

微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。微流控分析是微型全分析系统的主要组成部分,而将化学分析的多种功能集成在邮票大小的芯片上的微流控芯片是当前最活跃的发展前沿,代表着21世纪分析仪器走向微型化、集成化的发展

微流控芯片的材料和特点

1. 微流控芯片的材料刚性材料——单晶硅、无定性硅、玻璃、石英等;刚性有机聚合物材料如环氧、聚脲、聚氨、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等;弹性材料——二甲基硅氧烷( PDMS) 。2. 微流控分析芯片材料的特点有机聚合物芯片材料的基本要求:①材料应易被加工;②有良好的光学透明性;③在分析条件下材料应是惰

微流控芯片的加工技术

一、光刻(lithography)和刻蚀技术(etching)1.光刻工艺光刻是用光刻胶、掩模和紫外光进行微制造 ,工艺如下 :①仔细地将基片洗净;②在干净的基片表面镀上一层阻挡层 ,例如铬、二氧化硅、氮化硅等;③再用甩胶机在阻挡层上均匀地甩上一层几百 A厚的光敏材料——光刻胶。光刻胶的实际厚度与它

基于微流控芯片的细胞迁移

细胞迁移在血管再生、伤口愈合、炎症反应、胚胎发育等多种生理和病理过程中起到关键作用. 细胞迁移研究中, 传统的研究方法无法满足高通量的需求, 且大多是单因素检测, 难以综合考虑细胞基质、浓度梯度等多参数对细胞迁移的影响.微流控芯片分析是当前的科技前沿领域之一, 其作为细胞迁移研究新的技术平台, 一方

微流控芯片加工技术解析

  微流控芯片的发展  微全分析系统的概念是在1990年首欠由瑞士Ciba2Geigy公司的Manz与Widmer提出的,当时主要强调了分析系统的“微”与“全”,及微管道网络的MEMS加工方法,而并未明确其外型特征。次年Manz等即在平板微芯片上实现了毛细管电泳与流动。微型全分析系统当前的发展前沿。

浅析微流控芯片的微流体控制技术

  微流体操纵技术是微流控芯片技术中最重要的一个研究领域之一,通过各种机械或非机械力实现对流体的驱动和控制。依据微流体驱动体系中有无机械活动部件,可以将其分为机械和非机械驱动系统。  a、机械驱动系统  主要包括压电微泵、静电微泵等,它主要是通过静电、压电等不同方法来触发引起的机械部件的运动,从而为

微流控漫谈系列之基于CTCs富集分离的微流控技术

图解用于循环肿瘤细胞富集分离的微流控技术恶性肿瘤已成为我国死亡率最高的重大疾病之一。肿瘤的原发病灶往往并不会直接导至死亡,肿瘤转移疾病是肿瘤患者临床致死的主要原因,因此肿瘤转移的早期准确检测就显得尤为重要。循环肿瘤细胞(CTCs)在循环系统当中被检测到,这可以提示可能有肿瘤存在转移情况,因此对CTC

新型微流控芯片可现场快速定量检测土壤养分离子

近日,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械所王儒敬、陈翔宇课题组与安徽理工大学洪炎课题组合作,研发了集成3D微电极的新型电容耦合非接触电导检测微流控芯片,实现了土壤大量养分离子的现场快速定量检测。相关研究成果日前发表于《农业计算机与电子》。土壤中的大量元素如氮、磷、钾在作物生长和农业生产过程中起着至

肿瘤细胞分离检测中微流控芯片系统的应用有哪些?

  作为液体活检的重要标志物之一,循环肿瘤细胞(CTCs)在外周血中的含量可以用来辅助判断患者的癌症病发状况。除此以外,CTCs对于肿瘤细胞转移行为等基础研究也具有非常重要的意义。然而人体血液中的CTCs含量极其稀少,通常仅有0~10个/mL,与之相对,红细胞、白细胞和血小板的含量则分别达到5×10

微流控芯片技术构建多重诱导神经芯片模型

神经系统发育是一个高度动态和极其复杂的过程。建立体外仿生的组织细胞外微环境,探索和理解这些错综复杂的神经发育过程对神经科学、发育生物学及临床医学都具有极大的科学研究与应用价值。然而,目前国内外学者研究主要集中于单因素诱导的神经发育,对于多诱导因素参与的神经系统发育微环境体外构建及其技术与方法,还有待

微流控芯片技术构建多重诱导神经芯片模型

神经系统发育是一个高度动态和极其复杂的过程。建立体外仿生的组织细胞外微环境,探索和理解这些错综复杂的神经发育过程对神经科学、发育生物学及临床医学都具有极大的科学研究与应用价值。然而,目前国内外学者研究主要集中于单因素诱导的神经发育,对于多诱导因素参与的神经系统发育微环境体外构建及其技术与方法,还有待

PCR-微流控芯片微通道有哪些加工手段

热压法热压法是20世纪90年代后期兴起的一种在高聚物表面加工微通道的方法,瑞士的Uppsala大学的Lena Kintberg等采用热压法将激励微泵或者微阀的激励器集成到了PC(聚碳酸酯)基的微流控芯片表面。热压法的工艺过程是:采用光刻化学腐蚀法在硅表面制作出微通道,溅射沉积镍金属,获得镍模板,通过

微流控技术的PCR生物微芯片技术原理!

  基于数字流控(DMF)的聚合酶链式反应 (PCR)微芯片系统设计 ,主要在于对样品液滴的运动进行控制和对进行PCR所需要的温度控制 。设计了一种基于介电润湿 (Ew0D)原理的数字微流控PCR微芯片,并实现了对芯片不同区域的温度控制以满足PCR所需的要 求。基于数字微流控技术的PCR微芯片系统由

微流控芯片进样有哪些方式

电渗流为微流控分析系统的液流驱动技术手段,直到发展多种进样技术如:流体动力、气压、离心力、重力等。相对目前而言,微流控芯片的进样方式主要还是电动进样,在外部施加电场作用下,利用电渗流将样品送入微通道。电动进样主要有三种方式:①悬浮进样  ②门进样  ③收缩进样悬浮进样:悬浮进样是电动中最方便操作的一

简述微流控芯片检测基因突变

基因突变主要是指高等动物、低等动物受到各种因素的作用下,基因出现改变,包括单个碱基、多个碱基的改变,使用微流控芯片可以检测基因突变,例如秀丽隐杆线虫cwn-1突变、循环系统肿瘤细胞基因突变。一般而言,所有疾病相关基因逐渐被克隆基因突变包括单链构象多态性、限制性片段长度多态性所取代,其中,单链构象多态

微流控芯片的五大优点

  (一)集成小型化与自动化  微流控技术能够把样本检测的多个步骤集中在一张小小的芯片上,通过流道的尺寸和曲度、微阀门、腔体设计的搭配组合来集成这些操作步康,最终使整个检测集成小型化和自动化。  (二)高通量  由于微流控可以设计成为多流道,通过微流道网络可以同时将待检测样本分流到多个反应单位,同时

微流控芯片技术为什么这样强悍?

  微流控,是一种精确控制和操控微尺度流体,尤其特指亚微米结构的技术。通过在微尺度下流体的控制,在20世纪80年代,微流控技术开始兴起,并在DNA芯片,芯片实验室,微进样技术,微热力学技术等方向得到了发展。微流控分析芯片最初在美国被称为“芯片实验室”(lab-on-a-chip),在欧洲被称为微整合

微流控芯片表面亲水、疏水技术

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上, 自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。芯片集成的单

多器官微流控芯片技术及其应用

  微流控芯片技术(Microfluidics)也被称为芯片实验室(Lab-On-a-Chip, LOC),涉及物理、化学、医学、流体、电子、材料、机械等多学科交叉的研究领域。通过微通道、反应室和其他某些功能部件,对流体进行精准操控,对生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单

微流控芯片技术可助力医疗电子

  刚开发成功的一种混合器件集成了用于样品制备的微流控芯片和用于对单个病毒RNA分子进行光检测的光流控芯片。目前检测埃博拉病毒的金标准依靠聚合酶链反 应(PCR)这种方法来扩增病毒的遗传物质以供检测。因为PCR作用于DNA而埃博拉病毒是一种RNA病毒,所以在进行PCR扩增和检测前要用逆转录酶制 作病

开发微流控芯片需要考量的因素

要能够控制10-9~10-18L的极微量液体,那作为承载的芯片得是多么的精密呀!一块芯片从加工到最后成型经历了哪些步骤呢?每一步要考虑哪些技术问题呢?跟着小编一起来看看吧。1. 微流控芯片加工这一步需考虑结构、成本、管道尺寸、能否量产等问题。目前技术有:光刻和刻蚀技术、热压法、模塑法、注塑法、LIG

微流控芯片检测仪的原理

  按其检测原理进行分类,微流控芯片系统中的检测器大致可以分为光学检测、电化学检测、质谱检测等。光学检测又可根据检测的光信号来源分成检测吸收光的吸收光谱检测,检测受激后发射光的荧光检测,检测体系自身反应发光的化学发光检测等几类。  微流控芯片检测仪的发展初期是以光学检测中的荧光检测为主;它适合于极小

为何选择聚合物微流控芯片?

聚合物基微流控芯片的引入比硅/玻璃微流控芯片晚几年。在选择具有特定性质的合适材料方面,各种各样的聚合物提供了较大的灵活性。与玻璃和硅相比,聚合物是有吸引力的替代品,因为它们易于获取、更便宜、更坚固并且需要更快的制造工艺。许多聚合物都可用于构建微流控芯片:* 聚苯乙烯(Polystyrene, PS)

微流控芯片流体的控制与驱动

驱动:通过外力的作用驱动微流控芯片内的液体。控制:控制流体的速度、方向开启关闭流动及混合液的流动。简单来说,微流控芯片的主要形态特征是各种构型的微通道网络、微阀、微泵的集合体。一般地,在微流控系统中,主要是通过泵实现流体的驱动,它起着传输液流和分配液流的作用,掌控着整个过程的成败,是实现微流体控制的

多器官微流控芯片的设计原理

多器官微流控芯片将不同器官和组织的细胞在芯片上培养,以微通道相连,实现多器官集成化,以考察其相互作用或建立一个系统,用于体外药物筛选。芯片中可集成数个经过特殊设计的微培养室、灌注通道并同时培养多种细胞,利用微流控技术可以产生精确可控的流体剪切力、周期性变化的机械力和溶质浓度梯度变化的灌注液。利用这些

多器官微流控芯片技术及其应用

微流控芯片技术(Microfluidics)也被称为芯片实验室(Lab-On-a-Chip, LOC),涉及物理、化学、医学、流体、电子、材料、机械等多学科交叉的研究领域。通过微通道、反应室和其他某些功能部件,对流体进行精准操控,对生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集

低成本微流控芯片的加工材料

硅和玻璃是最早用于微流控芯片的基体材料,主要是由于其加工方法可以直接套用MEMS和微电子领域的加工方法。硅和玻璃材料价格昂贵且不易加工,在微流控芯片的发展过程中很快就被以各类聚合物为代表的低成本材料所替代。现有各类微流控芯片的加工方法中,可供选择的低成本材料很多,有各类弹性体材料、热塑性聚合物材料、

微流控免疫芯片改善的相关介绍

  微流控免疫芯片是在20世纪90年代出现的芯片集成毛细管电泳技术基础上发展起来的,随后微流控芯片技术在很多领域得到了迅速发展。这一被称为“芯片上实验室”的微分析系统具有高效性、设计容易、用样量少、可以进行批量分析以及小型化和自动化等特点。尽管这一技术仍处于初步发展阶段,但它已经推动传统的分析化学发