微流控电泳芯片
陈缵光-毛细管电泳和微流控芯片-原理-仪器-应用20090622
毛细管电泳与微流控芯片原理·仪器·药物分析中应用陈缵光中山大学药学院Prof Chen Zuan-guang,PhD Tel:135****9017****************药物分析前沿技术人类基因组计划的提前完成，毛细管电泳技术起了至关重要的作用。
毛细管电泳经过二十年的发展，理论、方法、仪器已比较完善，在各学科领域得到了广泛应用。
被认为是二十世纪九十年代最重要的分析方法之一。
微流控芯片技术，将采样、预处理、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上进行，具有分析速度快、信息量大、试剂消耗量少、污染少、进样量少、操作费用低、仪器体积小等特点。
目前的微流控芯片，主要为芯片毛细管电泳。
前言主要内容毛细管电泳4321原理仪器在药物分析中的应用在临床化学中的应用2仪器3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用1原理微流控芯片Capillary Electrophoresis （CE ）指以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组分之间淌度和分配行为等差异而实现高效、快速分离的一种电泳新技术。
毛细管电泳方法特点●高效柱效几十万至上千万理论板数／米●快速分析时间不超过30分钟●微量进样微升级，消耗纳升级●应用广无机、有机离子、生物大分子至整个细胞●自动化计算机程序化控制●成本低、污染少运行的缓冲溶液仅几毫升HV 高压电源( 0–30kV); C 毛细管; E 缓冲液槽; Pt 铂电极; D 检测器; S 样品; DA 数据采集系统一个高压源一根毛细管一个检测器两个缓冲液瓶一台计算机Signal sourceDetectorSignal基本装置主要内容毛细管电泳4321原理仪器在药物分析中的应用在临床化学中的应用2仪器3在药物分析中的应用4在临床化学中的应用1原理微流控芯片pH>2.5的碱性或弱酸性的溶液中，毛细管内表面Si-OH 基电离而带负电荷，固-液介面形成双电层, 溶液表面带正电1毛细管电泳原理在电场作用下,溶液表面正电荷带动溶液整体移动, 形成电渗流－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－电渗（electroosmotic ）液体相对于带电的管壁移动的现象。
微流控芯片电泳的研究进展
微流控芯片电泳的研究进展于冰;任玉敏;丛海林;陈昭晶;张立新;马真真【摘要】The latest progress of electrophoresis on microfluidicchips(EMC)is reviewed in this article. The preparation mechanisms, surface modifications and properties of different materials in EMC are compared. The sampling, separation and detection systems of EMC with different structures, as well as their applications in analysis of fluorescent substance, metallic ion, sugar, medicine, nucleic acid, DNA, amino acid, polypeptide and protein, are summarized. The future development of EMC is also forecasted.%该文综述了微流控芯片电泳的制备、结构和应用,比较了不同材料微流控芯片电泳的制备机理、表面改性和性能特点,归纳和总结了不同结构微流控芯片电泳的进样、分离和检测系统以及不同类型微流控芯片电泳在荧光物质、金属离子、糖、药物、核酸、DNA、氨基酸、多肽和蛋白质分析中的应用,并对微流控芯片电泳的未来发展方向做了展望.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2011(030)009【总页数】7页(P1067-1073)【关键词】微流控芯片电泳;微流通道;表面修饰;微加工制备【作者】于冰;任玉敏;丛海林;陈昭晶;张立新;马真真【作者单位】青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071;青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地,山东青岛266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071;青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TH832.5;G353.11微流控芯片电泳(EMC)技术产生于20世纪90年代，由Manz等［1］首先提出“微全分析系统”的概念。
微流控芯片特点
微流控芯片特点微流控芯片是一种集成了微流控技术的微型芯片，它具有一系列特点，可以用来进行精确的流体控制和操作。
本文将从多个方面对微流控芯片的特点进行详细解释，并在标题中心扩展下进行描述。
1. 高度集成化：微流控芯片是将流体控制所需的各种功能集成到一个微型芯片中，因此具有高度集成化的特点。
它可以实现多种功能，如样品分离、混合、反应等，大大简化了实验操作流程，提高了实验效率。
2. 小尺寸：微流控芯片通常具有微米级别的尺寸，其通道宽度和深度可以控制在几十微米到几百微米范围内。
由于其小尺寸的特点，可以减少试剂和样品的消耗，同时也可以降低实验的成本。
3. 高灵敏度：微流控芯片具有高灵敏度的特点，可以实现对微量样品的精确控制和检测。
微流控芯片中的微通道和微阀门可以对流体进行精确的操控，实现微流动的操作。
同时，微流控芯片还可以与光学、电化学等传感器结合，实现对样品的高灵敏度检测。
4. 快速响应：微流控芯片具有快速响应的特点，可以在短时间内完成样品的分离、混合、反应等操作。
由于微流控芯片具有小尺寸和高灵敏度的特点，可以实现快速的流动和混合，大大缩短了实验的时间。
5. 低成本：由于微流控芯片的小尺寸和高度集成化的特点，可以减少实验所需的试剂和样品的消耗，从而降低实验的成本。
另外，微流控芯片的制造工艺也在不断改进，使其成本进一步降低，逐渐实现商业化的应用。
6. 可重复使用：微流控芯片通常采用高质量的材料制造，具有良好的耐用性和稳定性，可以多次使用。
在实验操作中，只需更换样品和试剂，而不需要更换芯片，节省了时间和成本。
7. 高精度：微流控芯片具有高精度的特点，可以实现对样品的精确控制和检测。
微流控芯片中的微通道和微阀门可以精确控制流体的流速和流量，实现对样品的精确分离、混合和反应。
8. 多功能性：微流控芯片具有多功能的特点，可以实现多种样品的处理和操作。
微流控芯片可以用于生物分析、药物筛选、环境监测等领域，广泛应用于生物学、化学、医学等科学研究和实验室应用中。
基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究进展
基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究进展陈礼;郑小林;胡宁;杨军;罗洪艳;姜帆;廖彦剑【摘要】Cell separation technology is an important means for cell sorting and cell-population purification. It is the current international research hot spot in biochemical analysis which has very important applications in many fields such as biology, medicine, agriculture and environment. This review introduces the development status of cell separation using microfluidic chip based on dielectrophoresis. It expounds the working principle of dielectrophoresis and the key factors such as cell size, electrode shape and signals that impacts the dielectrophoresis of cell separation on different types of microfluidic chip. Finally, it forecasts the future development trend of cell separation using microfluidic chip based on dielectrophoresis.%细胞分离技术是细胞分选和细胞种群纯化的重要手段，在生物、医学、农业、环境等许多领域都有重要的应用，是当前生化分析领域的国际研究热点。
微流控芯片技术的原理及其应用
微流控芯片技术的原理及其应用随着生物医学技术的逐步发展，微流控芯片技术逐渐成为研究生物科学领域的重要工具。
微流控芯片技术是一种将液体微小化的技术，通过微通道和微结构控制液体的流动，从而实现对微小的流体样本的操控和分析。
本文将详细介绍微流控芯片技术的原理和应用。
一、微流控芯片技术的原理微流控芯片技术是一种基于微纳米尺度结构和微通道的流体控制技术。
它通过制造微通道和微结构，将液体分割成非常微小的体积，从而控制和操作微小的流体体系。
微流控芯片可以分为两个部分：微通道和微结构。
微通道是用于控制微小液滴和海绵多孔的通道系统。
海绵多孔是指微通道中的特殊结构，可以用来创建离散液滴或分隔通道。
微流控芯片通过这些微通道和微结构来控制微小液滴或微小的液体分散体系。
对于微流控芯片来说，微小液滴是非常重要的元素。
微小液滴是由小于100微米的液体球体组成的。
由于它们是液体，所以微小液滴之间可以互相合并，而且通过电极可以控制液滴的聚合和分离状态。
在微流控芯片中，微小液滴通常是由吸头和压力控制系统产生的。
微流控芯片技术的原理一般分为三个步骤：样品输入、反应和检测。
首先，将样品输入到微流控芯片上。
其次，样品会经过一系列的反应过程，例如混合、稀释、分隔等等。
最后，对反应后的产物进行检测。
二、微流控芯片技术的应用微流控芯片技术在生物医学领域中有着广泛的应用。
它能够用于细胞分数、免疫分析、基因测序等方面的研究。
下面将具体介绍微流控芯片技术的应用。
1、细胞分数微流控芯片技术可以用于隔离细胞并分析细胞中的生物大分子。
这种技术通过一个海绵多孔来将细胞定位在特定位置，并将细胞从其他细胞中隔离出来。
这种技术对于医学研究很有价值，可以用来研究细胞的分子成分和机制，在探索生物性能和疾病诊断方面具有广阔的应用前景。
2、免疫分析免疫分析是一种常用的免疫学方法。
在传统的免疫分析中，技术人员需要进行样本的制备和处理，这个过程常常需要耗费大量的样品和试剂。
微流控芯片电泳在食品安全与环境污染检测中的应用_吴晶
Abstract： Microfluidic chip electrophoresis could be an ideal candidate for rapid onsite analysis associated with food safety and environmental pollutions due to its advantages of low sample / reagent consumption，rapid analysis，high separation performance and easy miniaturization． This review covers the typical applications of this technique in areas of food safety and environmental analysis，including detection of harmful residues and illegal additives in foods，and determination of toxic inorganic ions and organic pollutants in environmental samples． The factors that limit the applications of this technique in the realworld analytical practice are discussed ，and the potential ways to solve these problems are proposed． Key words： microfluidics； electrophoresis； food safety； environmental analysis； review 经济的高速发展给人们的生活和工作带来各种便利 ， 但随之而来的各种食品安全和环境污染问题 也越来越多地进入了公众视野。对于食品安全和环境污染问题， 尤其是突发性问题， 发展简单快捷的 实时、现场分析方法十分必要。 微流控分析是指在微米甚至纳米尺度的微通道内进行反应和检测的分析技术
微流控芯片制作的工艺
微流控芯片制作的工艺微流控芯片制作工艺微流控芯片是一种在微米尺度下操作液体的芯片，它具有高度集成化和高效性能的优点，广泛应用于生物医学、化学分析、环境监测等领域。
在微流控芯片的制作过程中，需要经过一系列工艺步骤，以实现精确的控制和操控微小液滴的目的。
微流控芯片的制作一般采用光刻技术。
这是一种利用光敏胶的特性进行图形转移的工艺。
具体步骤包括：在硅片上涂覆光敏胶层，然后将光掩模放置在胶层上，通过紫外光照射，使得胶层在光掩模的掩盖区域发生化学反应，形成图案。
接着，通过显影和清洗等步骤，将未曝光的胶层去除，得到所需的芯片结构。
微流控芯片的制作还需要进行湿法腐蚀。
湿法腐蚀是指通过将芯片浸泡在酸性或碱性溶液中，使得芯片表面的某些区域被溶解掉，从而形成所需的微通道结构。
湿法腐蚀的工艺参数要根据具体的芯片设计需求进行选择，包括溶液的浓度、温度和腐蚀时间等。
然后，微流控芯片的制作还需要进行胶粘剂的加工。
胶粘剂主要用于将芯片与其它器件进行粘接，以实现整体的封装和固定。
胶粘剂的选择要考虑其对微流控芯片和液体样品的相容性，以及粘接的强度和稳定性等因素。
微流控芯片的制作还需要进行微通道的封闭。
微通道封闭是指使用合适的材料对芯片上的微通道进行封堵，以避免液体泄漏和交叉污染。
常用的封闭材料有PDMS（聚二甲基硅氧烷）和热熔胶等。
封闭材料的选择要考虑其与芯片材料的相容性、封堵效果和操作的方便性等。
微流控芯片的制作还需要进行芯片测试和封装。
测试是指对制作好的芯片进行性能评估和功能验证，以确保其达到设计要求。
封装是指将芯片封装在适当的载体上，以方便连接和使用。
常用的封装方式有贴片封装和薄膜封装等。
微流控芯片的制作工艺包括光刻、湿法腐蚀、胶粘剂加工、微通道封闭、芯片测试和封装等步骤。
这些工艺步骤的精确控制和操作能力对于制作高质量的微流控芯片至关重要。
随着微纳制造技术的不断发展，微流控芯片的制作工艺也将不断完善和创新，为微流控技术的应用提供更多可能性。
微流控芯片电泳免疫法检测β_2微球蛋白
Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Science)
[Abstr act] Objective: To establish a method to detect micro- volume protein based on microfluidic chip electrophoresis and immunoassay. Methods: A non - competitive immunoassay was performed based on microfluidic chip electrophoresis. Using FITC labeled β2- microglobulin antibody to capture β2- microglobulin in sample, excessive FITC labeled β2- microglobulin and immune- complex were separated and detected by microchip capillary electrophoresis with laser induced fluorescence. Results: After studying the separation and detection influence factors including electrophoresis buffer conditions,pH value, we got the excellent electrophoresis condition was pH8.33,45mmol/L TBE buffer, 600V/cm separation electricfielde, Based on this electrophoresis condition, the standard β2 - microglobulin detection was successfully performed. Conclusion: Microfluidic chip based electrophoresis immune assay for micro- volume protein detection was introduced. The detection and analysis process was performed within 2 minutes with less sample consuming and high sensitivity. It simultaneously overcame the shortage of
微流控芯片在生物检测中的应用研究
微流控芯片在生物检测中的应用研究在当今生物医学领域，微流控芯片技术正以其独特的优势和广泛的应用前景，逐渐成为研究的热点。
微流控芯片是一种将生物、化学和医学分析过程集成到微小芯片上的技术，它通过对微尺度流体的精确控制和操纵，实现了高效、快速、准确的生物检测。
微流控芯片的基本原理是利用微米级的通道和反应室，控制流体的流动和混合，从而完成各种生物化学反应和分析过程。
这种技术具有许多显著的优点。
首先，微流控芯片的尺寸非常小，通常只有几平方厘米甚至更小，因此可以大大减少样品和试剂的消耗，降低检测成本。
其次，微流控芯片内部的流体流动是层流状态，这使得反应和分离过程更加精确和可控。
此外，微流控芯片可以集成多种功能单元，如样品预处理、反应、分离和检测等，实现了分析过程的自动化和集成化。
在生物检测方面，微流控芯片有着广泛的应用。
其中一个重要的应用是在核酸检测中的应用。
核酸是生物体内携带遗传信息的重要分子，对核酸的准确检测对于疾病的诊断、基因分析和遗传疾病的筛查等具有重要意义。
微流控芯片可以实现核酸的提取、扩增和检测等一系列过程的集成化。
例如，通过在芯片上设计特定的微通道和反应室，可以实现细胞的裂解、核酸的提取和纯化。
然后，利用芯片上的微加热器和温度传感器，可以进行核酸的扩增反应，如聚合酶链反应（PCR）。
最后，通过集成在芯片上的检测单元，如荧光检测或电化学检测等，可以对扩增后的核酸进行定量分析。
除了核酸检测，微流控芯片在蛋白质检测中也发挥着重要作用。
蛋白质是生命活动的重要执行者，其检测对于疾病的诊断、药物研发和生物过程的研究等具有重要意义。
微流控芯片可以实现蛋白质的分离、富集和检测等过程的集成化。
例如，利用芯片上的电泳技术，可以对蛋白质进行高效的分离。
通过在芯片上修饰特定的抗体或受体，可以实现蛋白质的特异性捕获和富集。
然后，利用芯片上的光学检测或质谱检测等技术，可以对捕获的蛋白质进行定量和定性分析。
微流控芯片在细胞检测方面也具有独特的优势。
微流控芯片在生物分析中的应用研究
微流控芯片在生物分析中的应用研究在当今生命科学和医学领域，生物分析技术的不断发展为疾病诊断、药物研发等方面带来了巨大的突破。
其中，微流控芯片作为一种新兴的技术平台，正逐渐展现出其在生物分析中的独特优势和广泛应用前景。
微流控芯片，简单来说，就是一种在微米尺度的通道中操控微小流体的技术装置。
它将实验室中的各种操作单元，如样品制备、反应、分离和检测等集成在一块小小的芯片上，实现了分析过程的微型化、自动化和集成化。
在生物分析中，微流控芯片首先在核酸分析方面发挥了重要作用。
核酸，包括 DNA 和 RNA，是生命遗传信息的携带者。
对于核酸的准确分析对于疾病诊断、基因研究等具有关键意义。
微流控芯片可以通过巧妙设计的通道和反应区域，实现核酸的提取、扩增和检测。
例如，利用芯片上的微电极，可以进行高效的核酸电泳分离，从而快速准确地检测特定的基因序列。
相比传统方法，微流控芯片核酸分析具有更高的灵敏度、特异性和分析速度，同时所需的样品量极少，大大降低了分析成本。
蛋白质分析也是微流控芯片的重要应用领域之一。
蛋白质是生命活动的执行者，其种类繁多、结构复杂。
微流控芯片可以通过集成多种分离技术，如色谱、电泳等，实现对蛋白质的高效分离和检测。
此外，还可以在芯片上进行蛋白质的修饰、相互作用研究等。
例如，通过在芯片上构建微阵列，能够同时检测多种蛋白质的表达水平，为疾病标志物的筛选提供了有力工具。
细胞分析是微流控芯片在生物分析中的又一重要应用。
细胞是生命的基本单位，对细胞的研究对于理解生命过程、疾病发生机制等至关重要。
微流控芯片可以模拟细胞在体内的微环境，实现细胞的培养、分选、裂解和分析。
例如，利用芯片上的微通道和微结构，可以根据细胞的大小、形态、表面标志物等特征对细胞进行分选，从而获得特定类型的细胞进行深入研究。
在药物研发中，微流控芯片也有着不可忽视的作用。
药物筛选是药物研发的关键环节之一。
微流控芯片可以构建药物筛选模型，如细胞水平的药物毒性测试、药物靶点的筛选等。
微流控芯片制作方法详解
微流控芯片制作方法详解
微流控芯片组成结构
微流控芯片由片基（pmma;玻璃，pdms等材料）一由通道，进液口，检测窗等结构构成。
外围设备有蠕动泵，微量注射泵，控温，加速度，及紫外，光谱，荧光等检测部件组成。
可以将生物学实验室的实验过程浓缩到一个片基上，因此又称为LABonchip。
片基的结构由具体实验决定，设计和加工微流控芯片片基是做微流控实验的基础。
附加在芯片结构上的电器设备是芯片实验的必要组成部分，主要功能如驱动液路的流动，液路的流向，温度调控，图像采集和分析，反馈和自动控制等。
微流控芯片的制作
1、加工技术起源于微电子工业微机电加工技术，即集成电路芯片制作的光刻和蚀刻技术，微管道宽度和深度为微米级，比集成电路芯片的大，但加工精度要求则相
对较低。
2、基片材料应具有良好的电绝缘性、散热性、光学性能可以修饰性，。
微芯片电泳
微芯片电泳微芯片电泳技术是一种高效、快速、灵敏、经济的分析技术，已在生化分析领域取得了显著的进展。
本文将对微芯片电泳技术的原理、应用以及优势进行介绍。
微芯片电泳技术是一种将电泳技术应用于微流控芯片中的新型技术。
与传统电泳技术相比，微芯片电泳技术具有以下优势：一是通道尺寸小，具有更高的分辨率和更快的分离速度；二是流体耗量少，样品和试剂的消耗大大减少；三是自动化程度高，可以实现高通量分析；四是易集成，可与其他技术（如质谱联用）实现联合分析。
微芯片电泳技术的原理是利用微流控芯片中的微通道进行分析。
微通道可以分为直线通道、交叉通道和分支通道等几种形式。
通过施加电场，将带电的样品分子在微通道中进行分离和测定。
微流控芯片中的电泳分离可以通过数种方式实现，如色谱、等温扩散、凝胶等，其原理类似于传统电泳技术。
微芯片电泳技术在生化分析领域具有广泛的应用。
一是在基因分析中的应用。
利用微芯片电泳技术可以进行DNA片段分离、单碱基多态性（SNP）检测、基因突变分析等。
这些应用可用于遗传病的诊断、药物代谢研究等；二是在蛋白质分析中的应用。
利用微芯片电泳技术可以进行蛋白质的分离、鉴定和定量分析。
这些应用可用于生物标志物的发现、蛋白质组学研究等；三是在药物分析中的应用。
利用微芯片电泳技术可以进行药物代谢产物的分离和鉴定。
这些应用可用于药物研发、药物代谢动力学研究等。
与传统电泳技术相比，微芯片电泳技术具有许多显著的优势。
首先，微芯片电泳技术可以实现高通量分析，大大提高了分析效率。
其次，与传统电泳技术相比，微芯片电泳技术的流体耗量更小，样品和试剂的消耗也更少，经济性更高。
此外，微芯片电泳技术由于通道尺寸小，因此具有更高的分辨率和更快的分离速度。
最后，微芯片电泳技术还可以与其他技术（如质谱联用）实现联合分析，进一步提高分析的准确性和灵敏度。
总之，微芯片电泳技术是一种高效、快速、灵敏、经济的分析技术，在生化分析领域有着广泛的应用前景。
纳米粒子毛细管电泳／微流控芯片新技术及其在手性分离中的应用
手 性 固定相 ， 色氨 酸 和 儿 茶 酚 的异 构 体进 行 了较 对
效 、 敏的手性 分 离分 析 方 法对 于对 映 体 的立 体 选 灵
择性 合成 、 药理 研究 、 手性 纯度检 测 和环境 检测都 具
有 十分重 要 的意义 。 目前 ， 应用 于 手性 分 析 的 色谱 技 术 主 要有 薄 层
色 谱 （ Ｌ 、 效 液 相 色 谱 （ Ｌ 、 相 色 谱 Ｔ Ｃ） 高 ＨＰ Ｃ） 气 （ ） 超 临界流 体 色谱 （ Ｆ 和毛 细 管 电泳／ ＧＣ 、 Ｓ Ｃ） 电色 谱（ Ｅ Ｃ Ｃ ／ ＥＣ） 等 ” 。Ｎ Ｃ ／ Ｐ Ｅ ＭＣ技 术 自 ２ ０ ０ ０年 首次 用 于手性 分离 以来 ， 以其 高效 、 速 、 于操 快 易 作等 优点 而备 受 关注 ， 关 的研 究也 逐 年 增 多 。 目 相
好 的拆分 。 分 子 印 迹 聚 合 物 （ ｌｃ ｌｒｉ ｒ ｔｄ ｐ ｌ— ｍｏｅ ｕａ ｍｐ ｉ ｅ ｏｙ ｎ ｍｅｓ ＭＩ ｓ 是 通过 分子 印迹技 术 合成 的对 特定 目 ｒ， Ｐ ） 标 分子 （ 模板 分 子 ） 其 结构 类 似 物 具 有 特 异 性 识 及 别 和选择性 吸附 的聚 合物 。Ｎ ｌｓ ｎ等¨ ｉ ｏ ｓ ” 以 普 萘 洛尔 为模 板 分 子 制备 出 ２ ０— ０ ｍ 的分 子 印 ０ ５ ０ｎ 迹 纳米粒 子 ， 其 添加 于 电泳运 行 缓 冲溶 液 中对 普 将 萘 洛尔外 消旋 体 进行 了手 性 分离 。实验 中 ， 了消 为 除 纳米粒 子 在 毛细 管 壁 的吸 附 而对 检 测 产 生 的影 响， 采取 了 区段灌 注 技 术 （ ａｔ ｌ ｉｉｇｔｃ ｎｑ ｅ ｐ ｒ ａ ｆｌ ｅ ｈ ｉｕ ， ｉ ｌｎ Ｐ 。随后 ， 研究 组 又 同时 以 Ｓ 普 萘 洛尔 和 ｓ 罗 Ｆ） 该 一 一
微流控电泳芯片
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异硫氰酸酯荧光素标记的氨基酸电泳图
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中国科学院大连化学物理研究所微流控芯片课题组
▪ PDMS-玻璃药物筛选芯片
▪ PDMS-玻璃药物筛选芯片
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▪ 玻璃-PDMS-玻璃微泵驱动免疫芯片 ▪ PDMS-玻璃细胞研究芯片
5苏波，崔大付，刘长春，等.光纤型微流控电泳芯片的研制 [J].测控技术，2005,12（11）:5-8.
6马亮波，徐溢，梁静，等.微流控芯片电泳电导检测分析分 析尿蛋白[J].分析化学，2011,39（8）：1123-1128.
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(2)低消耗:微流控分析的试样与试剂消耗已降 低到数微升水平，并随着技术水平的提高， 还有可能进一步减少。这既降低了分析费用 和贵重生物试样的消耗，也减少了环境的污 染。
（3）高通量：具有平行处理分析多个样品的 能力。微流控芯片实验室的 基本特征和最大 优势是多种单元在微小平台上的灵活组合和 大规模集成，高通量是大规模集成的一种形 式。
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集成化微流控芯片未来的发展趋势
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PDMS 微流控电泳芯片的制备
在一载玻片上甩一层适当厚 度的SU-8负胶，然后借助 光刻技术制作微流控沟道的 模具，在模具上浇注聚二甲 基硅氧烷（PDMS），脱模 后获得微流控沟道，最后经 过修饰、封装等工序制成 PDMS微流控电泳芯片。
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微流控芯片有哪几种流体驱动技术
1.电渗控制
电渗是指在电场作用下，微通道内的液体沿通道内壁作整体定向移动。
与微阀控制相比，电渗控制的最大特点是操作简单灵活，仅通过调节节点的电压值就可以控制其流动的方向和速度。
以芯片电泳为例，在进样通道施加不同的电压，可控制所进样品的体积，当形成稳定的进样区带后，切换电压，即可完成进样过程，随后样品进入分离通道进行电泳分离。
整个过程不需要微型阀的帮助，液流控制和液流切换非常简单。
电泳方向电渗流方向
2.微阀控制
微阀的种类多种多样，理论上讲，凡是能控制微通道开启和闭合状态的部件均能作为微流控芯片的微阀使用。
一个理想的微阀应该具备以下特征：低泄露、低功耗、相应速度快、线性操作能力及适应面广。
微阀可分为有源阀和无源阀。
有源阀是利用外界制动力，如：气动、热膨胀、压电效应、静电或电磁等来实现阀的开启或关闭；而无源阀微流体自身的流向和压力来改变阀的状态。
气口
HV --。
微流控芯片应用
微流控芯片应用微流控芯片是一种能够实现微流体控制的芯片，利用微流体技术和微电子技术相结合，可以实现对微小液滴、微小颗粒等微尺度物质的操作和控制。
与传统的流控技术相比，微流控芯片具有尺寸小、成本低、灵活性强等优势，被广泛应用于生物医学、化学分析、环境监测等领域。
以下将详细介绍微流控芯片在一些典型应用中的具体应用。
一、生物医学应用微流控芯片在生物医学领域具有广泛的应用前景。
首先，微流控芯片可以实现对细胞的精确操控和分析。
通过操控微小液滴，可以实现细胞的分离、培养和筛选等操作，为研究细胞的生物学特性提供了有效工具。
其次，微流控芯片可用于高通量的生物分析。
利用微流控芯片的高通量特性，可以同时检测大量样品，提高检测的效率和准确性。
例如，可以利用微流控芯片进行基因测序、蛋白质分析等高通量的生物分析。
此外，微流控芯片还可以用于医疗诊断。
通过操控微小液滴进行血液分析、细胞计数、体液检测等，可以实现快速、准确的医学诊断。
二、化学分析应用微流控芯片在化学分析领域具有广泛的应用。
首先，微流控芯片可以用于微反应器的设计和构建。
通过操控微小液滴，可以实现微观尺度的反应器和混合器，提高反应速率和效率。
其次，微流控芯片可以用于样品预处理和分离。
利用微流控芯片的流体控制能力，可以实现样品的预处理和分离，例如固相萃取、液液萃取等，提高分析的灵敏度和准确性。
此外，微流控芯片还可以用于流动注射分析、毛细管电泳等传统化学分析方法的小尺度集成，实现快速、高效的分析。
三、环境监测应用微流控芯片在环境监测领域也有广泛的应用。
首先，微流控芯片可以用于水质检测。
通过操控微小液滴，可以实现对水中各种污染物的快速检测和分析。
其次，微流控芯片可以用于大气污染物的检测。
利用微流控芯片的高通量和高灵敏度，可以实现对大气中微小颗粒、挥发性有机物等污染物的快速监测。
此外，微流控芯片还可以用于土壤污染的检测。
通过操控微小液滴进行土壤的提取和分析，可以实现对土壤中重金属、有机物等污染物的高效检测。
微流控芯片PPT课件
操作程序简述
不同功能的微流控芯片的制作 样品处理 利用不同的方法如微过滤或双向电泳分离细胞、DNA等样品； 生物化学反应 依照微流控芯片的功能类型，在控制温度的微量反应池中进行PCR扩增DNA、酶反应或免疫反应； 结果检测 经芯片杂交后，检测激光激发的荧光信号或酶的显色反应。
芯片实验室应用和发展
信号采集的控制与检测
光学检测法：激光诱导荧光，化学发光和紫外吸收等光学检测器至今仍是主流检测手段。 激光诱导荧光是目前最灵敏的检测方法之一。微流控的主要研究对象核酸、蛋白质、氨基酸等可以通过荧光标记进行检测，因此，激光诱导荧光监测器是一种应用最早，并且至今仍沿用的光学检测器。 其他检测方法还有电化学的检测，质谱检测，光谱检测以及一些基于生物反应器的检测。
separation
buffer
1-3ｈ
Gel electrophoresis
Connector made for PCR application, the complete PCR is done in the chip and connector:
微流控芯片与微阵列芯片有显著的不同，它主要依托分析化学和生物学，芯片的构造为微管道网络结构，通过微管道中的流体控制来实现分离和分析的目的，一张芯片可重复使用数十至数千次；而微阵列芯片主要依托生物学，通过生物分子之间的杂交实现检测的目的，一张芯片一般只使用一次。
进样及样品前处理
微流控芯片分析系统的尺寸微小，内部进行的是体积在皮升至纳升级的操作，与其联系的外部分析对象或样品储存系统则通常是体积在微升、毫升以上。这种微观系统和宏观系统的衔接决定了微流控芯片系统样品引入的特殊性。
液态样品进样方式取决于其样品源的内置与外置。一般都采用样品源内置的方法，即芯片上有一个储液池来容纳样品源，因其与微通道直接相连，进样时只需要对样品施加压力或电动力即可，进样相对简单；而外置的样品源则需要导管，并要求导管与芯片接口嵌合极佳，一般较难实现。固态样品需进行流体化后才能进样。细胞样品通常采用低压驱动以防止细胞破裂。
微流控芯片电泳／电化学检测人单个肝癌细胞中的谷胱甘肽
膜 。释 放 出来 的 ＧＳ 被 此 直 流 电压 电迁 移 至 通 道 端 并 在 Ａ ／ ｇ电极 上被 检 测 。 用 校 正 曲 线 法 可 以定 量 测 定 单 个 Ｈ ｕＨ
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微 流 控 芯片 电泳／ 电化 学 检测 人单 个 肝癌 细 胞 中的谷 胱甘 肽
王 文 雷 ， 金 文 睿 （． 东大学化学与化工学院， １山 山东 济南 ２ １ ； ． ５ ０ ２山东省环境监测中 ００ 心站， 山东 济南２０１） ５０ ３
微流控芯片技术及其应用
微流控芯片技术及其在生命科学中的应用摘要：微流控芯片最初起源于分析化学领域，是一种采用精细加工技术，在数平方厘米的基片，制作出微通道网络结构及其它功能单元，以实现集微量样品制备、进样、反应、分离及检测于一体的快速、高效、低耗的微型分析实验装置。
随着微电子及微机械制作技术的不断进步，近年来微流控芯片技术发展迅猛，并开始在化学、生命科学及医学器件等领域发挥重要作用。
本文首先简单介绍了微流控芯片的相关技术，然后主要阐述了其在蛋白质研究、细胞研究、DNA分析和测序、仿生研究等方面的应用。
关键字：微流控芯片，生命科学，应用Abstract: Microfluidic chip technology originated from analytical chemistry, adopts microfabrication technologies to make microchannels on a chip about several square centimeters. The technology can integrate the sample’s injection, separation and detection into a single chip. The advantage of microfluidics is rapid, high efficiency and low consumption. With the progress of microelectronics and other microfabrication techniques, the technology of microfluidic chip developed rapidly recent years, and began to play more and more important roles in chemistry, biology and medical instruments. This artical introduced the related technologies of microfluidic chip, and then mainly expounded its applications in protein research, cell research, DNA analysis and detection, and bionic research.Keywords: microfluidic chip; life science; application前言微流控芯片是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，因此又被成为芯片实验室。
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集成化微流控芯片未来的发展趋势
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PDMS 微流控电泳芯片的制备
在一载玻片上甩一层适当厚 度的SU-8负胶，然后借助 光刻技术制作微流控沟道的 模具，在模具上浇注聚二甲 基硅氧烷（PDMS），脱模 后获得微流控沟道，最后经 过修饰、封装等工序制成 PDMS微流控电泳芯片。
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文 -献 -资 -料
1于冰，任玉敏，丛海林，等.微流控芯片电泳的研究进展[J]. 分析测试学报，2011,30（9）:1067-1073. 2苏波，崔大付，耿照新.PDMS微流控电泳芯片的快速制备 [J].功能材料与器件学报，2006,12（4）:285-288. 3李孟春.集成光纤的微流控电泳芯片制作技术[J].科学通报， 2007,52（3）:358-360. 4廖红华，于军，廖宇，等.微流控电泳芯片微电导检测器的 研制[J].微计算机信息，2008,24（6-2）：282-284. 5苏波，崔大付，刘长春，等.光纤型微流控电泳芯片的研制 [J].测控技术，2005,12（11）:5-8. 6马亮波，徐溢，梁静，等.微流控芯片电泳电导检测分析分 析尿蛋白[J].分析化学，2011,39（8）：1123-1128.
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(4)易集成:用微加工技术制作的微流控芯片部 件具有微小的尺寸，使多个部件与功能有可 能集成在数平方厘米的芯片面积上。在此基 础上易制成功能齐全的便携式仪器，用于各 类样品的分析。微流控芯片的微小尺寸使材 料消耗甚微，当实现批量生产后芯片成本可 望大幅度降低，而有利于普及。
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微流控芯片的优点
分析系统通过在微米级通道与结构中实现微型化， 不仅带来分析设备尺寸上的变化，而且在分析性能 上也带来众多的优点。
(1)高效率:微流控分析系统具有极高的效率，许多微 流控芯片可在数秒至数十秒时间内自动完成测定、 分离或其他更复杂的操作。分析和分离速度常高于 相对应的宏观分析方法一至二个数量级。其高分析 或处理速度既来源于微米级通道中的高导热和传质 速率(均与通道直径平方成反比)，也直接来源于结 构尺寸的缩小。
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(2)低消耗:微流控分析的试样与试剂消耗已降 低到数微升水平，并随着技术水平的提高， 还有可能进一步减少。这既降低了分析费用 和贵重生物试样的消耗，也减少了环境的污 染。 （3）高通量：具有平行处理分析多个样品的 能力。微流控芯片实验室的 基本特征和最大 优势是多种单元在微小平台上的灵活组合和 大规模集成，高通量是大规模集成的一种形 式。
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利用电路板制作技术加工出电路板模具，并 用此模具制作出了PDMS微流控电泳芯片， 最后在该芯片上对用异硫氰酸酯荧光素 (FITC)标记的氨基酸进行了分离，结果证实 了该方法的可行性。 电路板的制作费用远远小于掩模板的制作费 用；用这种方法制作的模具比用SU-8胶制作 的模具结实耐用；并且电路板的制作厂家非 常多，制作周期短，设计好图形后，经加工 很快可以获得所需的模具。
内容
1简介 2优点
3制备
4应用
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简 介
“微全分析系统”的概念是由Manz等于20世 纪90年代首先提出，是集进样、样品处理、 分离检测为一体的微型检测和分析系统。微 流控芯片是其主要部件，采用微电子机械系 统技术集成了微管道、微电极等多种功能元 器件。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。
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应用
微流控芯片在微型化、集成化和便 携化等方面的巨大潜力，使它在环 境保护、生物化学、医学卫生、临 床检测、食品卫生、司法鉴定、药 品检测、毒品和兴奋剂检测、农业 化学、生物医药工程和生命科学等 领域得到广泛的应量原理以及计算机智能化技术，设计 了一种适合微流控电泳芯片电容耦合非接触电导检测器， 该检测器的信号调理电路不仅可应上不同用于微电导检测， 还可配上不同的传感器用于其它测量微弱电流信号的场合。 马亮波等基于自行构建的微流控芯片电泳集成非接触式电 导检测分析系统，建立了一种集进样、分离与检测为一 体的微流控芯片电泳电导检测蛋白质的方法，并用于人 白蛋白(HSA)和人转铁蛋白(TRF)两种尿蛋白的分离分析 以及肾病综合症病人尿液中自蛋白的定量检测.
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微流控芯片的电泳技 术是指以电场方式驱 动样品在芯片的微管 道中流动，然后再通 过光电倍增管 （Photo Multiplier Tube,PMT）将被测 试样品所产生微弱信 号转换为电信号，并 被该信号进行采集与 处理。
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在制作电路板时，电路板上铜线的宽度 是衡量一个国家电子水平的标准之一。 目前我国的民用电路板的线宽已经能够 做到80μm,线的厚度可以达到75μm， 这两个指标和经常制备的微流控电泳芯 片的沟道尺寸相一致，所以可以利用电 路板制作技术制作芯片。
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这种方法的缺点是：（1）需要制作掩模板，价格较贵；（2） 模具的制作条件和工艺要求较高，很难推广使用；（3）制 作过程中要使用某些化学试剂，污染比较严重。
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异硫氰酸酯荧光素标记的氨基酸电泳图
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中国科学院大连化学物理研究所微流控芯片课题组
PDMS-玻璃药物筛选芯片 PDMS-玻璃药物筛选芯片
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玻璃-PDMS-玻璃微泵驱动免疫芯片
PDMS-玻璃细胞研究芯片