基于微流控芯片的线虫培养与刺激新方法研究
微流控芯片技术在生命科学领域的研究进展
微流控芯片技术是把生物和化学等领域所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离与检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应，并对其产物进行分析的一种技术,通俗言之，就是把实验室搬到芯片上。
芯片上集成了各种不同的实验室单元技术，能够在短时间内分析大量的生物分子，准确获取样品中的大量信息，从而达到高灵敏快速检测、样品耗量低、高通量输出以及可在线自动化操作的目的。
1 基因检测目前，许多技术领先的实验室已经将研究重点转移至人类基因组中已知基因的功能研究上，从基因水平探索疾病的起因、发病机制、以及疾病的易感性。
经过近十几年的发展，微流控芯片技术已经发展到可以完成基因检测和复杂基因序列PCR扩增检测的水平。
1.1 多态性检测基因多态性主要表现为长度和序列多态性两个方面，是人类各种可遗传变异中十分常见的现象。
这些变异提供了大量的遗传标记，可用于疾病的基因分析以及疾病的相关基因的定位。
例如人体线粒体DNA存在多种变异情况，Taylor等[1]设计了一个十字型微流控芯片对其进行分析，探讨了多种疾病与其变异存在相关性。
整个分析过程由传统方法的几天时间缩短到45min。
T、B恶性淋巴瘤的高表达基因是T细胞受体(TCR)基因和免疫球蛋白(IgH)基因。
TCR和IgH基因重排是诊断恶性淋巴瘤的重要依据。
Munro等[2]将微流控芯片电泳技术对TCR可变区和IgH的结合区进行基因重排检测，检测时间仅为160s,而传统的毛细管电泳需要15min。
1.2 DNA测序由于承继了毛细管电泳的特征，微流控芯片技术自开始就以其快速、灵敏、准确、廉价以及可自动化等优点在DNA测序领域受到了广泛关注。
近十年来，随着微流控芯片技术上的不断完善和发展，微流控分析技术能分离的DNA片段长度在逐步扩大,可完成对DNA片段的测序和遗传物质的分离、分析，并且出现了可同时进行平行分析的多通道微流控芯片Mathies[3]研究用3.5cm的有效分离长度，7min在单通道玻璃芯片上完成了长度为150～200bp的序列测定。
空间微流控芯片细胞培养新技术及其装置的研制共3篇
空间微流控芯片细胞培养新技术及其装置的研制共3篇空间微流控芯片细胞培养新技术及其装置的研制1近年来，随着微流控芯片技术的应用日益广泛，其在细胞培养方面的应用也逐渐得到了关注和发展。
空间微流控芯片细胞培养技术作为一种新兴的技术，在其研究和应用方面逐渐展现出了强大的潜力。
本文将介绍空间微流控芯片细胞培养新技术及其装置的研制的相关内容。
一、空间微流控芯片技术的基本原理空间微流控芯片技术是将微流控芯片制作技术与传统的细胞培养相结合，在芯片芯片微流控系统中实现三维空间细胞培养。
在这种技术中，微流控芯片可以设计成多层结构，每一层都可以控制细胞培养液的流动、混合、分流、分散等微小流体操作，为细胞提供不同的营养物质、培养场所和环境因素，模拟人体内的微观环境。
这种技术有很多优点，例如可以带来更高的细胞生存率、更快的细胞增殖速度和更接近真实环境的三维胞体形态和功能表现。
二、空间微流控芯片细胞培养新技术的研究进展在传统细胞培养领域，细胞培养瓶是最常用的培养容器。
但是，细胞培养瓶的空间限制和非均匀的环境条件会导致细胞在培养过程中产生很多变异，从而影响其研究的可靠性和有效性。
而空间微流控芯片技术的出现解决了这一问题。
经过多年的研究和开发，空间微流控芯片细胞培养技术已经成为研究细胞互作、细胞信号传递、细胞分化、肿瘤转移和组织修复等生物学问题的重要实验手段。
三、空间微流控芯片细胞培养新技术的装置研制空间微流控芯片细胞培养技术可以通过一系列装置来实现操作控制，其中最重要的是芯片驱动装置。
空间微流控芯片细胞培养芯片的驱动装置包括泵、胶体马达、电场、磁场、温度差异等多种方式。
这些驱动装置可以将细胞培养液以非常精细的方式向芯片中流动、混合、输送，并通过微小通道对其进行控制和调节，从而实现对细胞培养的高度化和精准化。
目前，国内外研究人员也开发出了一些可控制多芯片芯片的装置，这些装置可以及时检测和控制细胞培养环境的参数，如温度、氧气含量、PH值和营养物质浓度等，可以实现对多种细胞的三维空间培养及不同细胞类型之间的相互作用实验。
基于微流控技术的生物芯片研究与应用
基于微流控技术的生物芯片研究与应用生物芯片是一种具有很高应用价值的生物诊断平台，其主要基于微流控技术实现。
微流控技术是通过微型化的管道、阀门、泵等组件精确控制微小尺度下的生物反应过程。
这种技术可以使得微流体中的各种分子之间的相互作用更加明确和精确，从而实现生物分子的快速分离、检测和定量。
目前，生物芯片已经广泛应用于各种医疗、环境监测、食品安全等领域。
特别是在疾病的早期诊断、药物筛选等方面，生物芯片具有很高的灵敏度和特异性，成为了一个不可或缺的重要工具。
一、微流控技术在生物芯片中的应用微流控技术是生物芯片的核心组成部分。
其基本原理是使用微型管道、微型阀门、微型泵等微型化组件来控制生物分析系统中的各种流动体和反应物。
通过使用微小的液滴，微流控系统可以实现对样品的微重复分析、快速分离和检测等功能。
微流控技术可以被应用于许多生物领域，如细胞、生物大分子、体液等检测。
此外，微流控技术还有助于提高分析过程的速度和准确性。
因此，微流控技术在生物芯片中得到广泛的应用，这主要包括以下几个方面：1、实现生物分子的高通量筛选微流控技术可以实现高通量的生物分子筛选，比如蛋白质、DNA等，微流控技术可以将这些生物分子针对具体的靶标进行筛选和识别，从而实现高效率的生物分子库的构建。
2、适用于细胞分析和分选微流控技术可以大大提高细胞分析和分选的效率。
例如，通过微流控芯片，可以在数秒内分离出单个细胞或细胞集群，从而为个性化医疗、疾病治疗提供有效的支持。
3、便携式实现样品的移动式检测微流控技术的微小尺寸可以让事物更加便携，并减少复杂的操作，进一步扩大了应用范围。
目前，微型化的微流控平台已经可以实现相关的实验室检测，从而为野外、生产线或现场检测提供了可能。
二、基于微流控技术的生物芯片研究微流控技术核心的流动控制、分子识别等技术手段与生物芯片结合会产生更加强大的作用。
在以往研究的基础上，基于微流控技术的生物芯片研究也在不断地发展和完善。
浅谈秀丽隐杆线虫的模型建立与研究进程
浅谈秀丽隐杆线虫的模型建立与研究进程作者：邓阳来源：《大东方》2017年第04期摘要：秀丽隐杆线虫作为一种简单的多细胞真核生物由于具有较多优点成为科研者建立模型与药物靶点研究与新药研制的重点研究生物。
本文仅将近年来秀丽隐杆线虫的特点、模型建立及研究进展作简要整理与分析。
关键词：秀丽隐杆线虫；模型筛选建立一个较为优良的筛选模型，至少应具备良好的稳定性、重复性和可操作性这些特征。
在传统的药物研究中，实验者往往使用小鼠、兔子作为模型研究药物靶点和进行药物研发，但这些动物模型具有传代时间长、受环境因素影响较强、实验结果准确性低等缺点，而秀丽隐杆线虫作为一种操作较为简便的生物逐渐被尝试，优点也不断显现。
一、秀丽隐杆线虫（以下简称线虫）的“秀丽”之处1.易于培养。
实验过程中线虫一般在琼脂平板上或液体培养基中培养，温度在20℃左右，以E.coli OP50为食。
能在-80℃冰箱长期保存[1]，因其稳定性较强而便于保存与使用。
2.繁殖快，且产后代数量多，成本较低。
其绝大多数个体为雌雄同体，雄虫仅占0.05%。
一只雌雄同体野生型线虫可以产出 300个左右的后代，其在产卵期产卵，优先选择雄性的精子。
若与雄虫交配，后代数则可多达1000个。
20℃时，野生型线虫发育一个世代仅需要3d左右，平均寿命为2-3 周。
3.线虫以动物整体作为实验对象，同时规模容易进行扩大研究。
线虫成虫体长仅1mm，体径30μm，结构相对简单。
从最初的培养板准备，到最终目的线虫筛选或特定量化性质的测定均可以实现全/半自动化，因此具有较高的操作性，准确率高。
目前研究者已完成线虫全基因组测序，并且这些基因中高达42%的基因与人类基因同源[1，2]，其遗传背景相对清晰。
因此作为整体动物实验，当药物在体内的作用靶点不止一个时，往往能提供更准确的评估。
4.线虫身体透明，便于染色、观察与荧光标记。
这一特点已被用于基于线虫的高通量筛选并获得了成功[3]。
二、药物模型的建立1.抗衰老药物模型的建立自20世纪70年代开始，研究者便开始逐步将秀丽隐杆线虫模型用于人体衰老、神经生理学等领域的研究。
微型流控芯片技术的研究进展
微型流控芯片技术的研究进展微型流控芯片技术是一种基于微流控技术的新型分析方法。
该技术利用微流道芯片中的微纳米结构，在微观空间实现了流体的微型操控，使流体能够精确地流动和混合。
随着该技术的不断发展和完善，微型流控芯片已成为实验室研究和工业生产中不可或缺的一种工具。
本文将介绍微型流控芯片技术的研究进展及未来发展方向。
一、微型流控芯片的研究历史微型流控芯片技术起源于20世纪90年代。
当时，科学家们发现将微流道芯片与微型阀门相结合，可以实现对微型体积的液体进行精确的控制。
这为微型流控芯片技术的进一步发展提供了基础。
二、微型流控芯片的基本原理微型流控芯片是一种基于微流控技术、在微观尺度下实现微流体操作的芯片。
它由许多微米级别的微通道组成，在芯片表面上利用微纳米加工技术制造微流道和微流控结构。
微型流控芯片通过微型阀门和泵浦的控制，能够实现液体的精确流动、混合、分离和检测等操作。
此外，它还可以应用于药物筛选、医学诊断、化学分析、食品安全等领域。
三、微型流控芯片技术的应用进展作为一种新兴的分析技术，微型流控芯片技术已广泛应用于生命科学、化学、环境科学、食品科学等领域。
在生命科学领域，微型流控芯片技术已成为新型芯片生物学、高通量筛选和个体化医疗等研究方向的重要测试平台。
在化学领域，微型流控芯片技术可以应用于化学分析、毒性研究和药物筛选等领域。
在环境科学领域，微型流控芯片技术可以应用于环境监测、污染物检测与分析等。
在食品科学领域，微型流控芯片技术可以应用于食品质量检测、控制和分析等。
四、微型流控芯片技术的未来发展随着微型流控芯片技术的不断发展和完善，我们可以预见到，它将在许多研究领域中发挥更大的作用。
未来，微型流控芯片技术有望实现以下发展：1. 实现微波感应电场调控流体2. 开发出更快速、更有效的均相液滴生产方法3. 利用人工智能算法实现自动实验设计和实验4. 实现低成本、高通量的微流控芯片制备技术五、结论微型流控芯片技术是一种新型的分析方法，具有很大的应用前景。
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。
微流控生物芯片技术的研究与应用
微流控生物芯片技术的研究与应用一、概述微流控生物芯片技术是一种新兴的微流控技术，具有高度集成、高通量、高精度和高灵敏度等优势，已被广泛应用于医学、生物化学、环境科学和食品安全等领域。
本文将重点介绍微流控生物芯片技术的研究进展和应用现状。
二、微流控生物芯片技术的研究进展（一）微流控芯片的制备技术微流控芯片的制备技术是微流控生物芯片技术的关键技术之一。
传统的制备方法主要包括光刻、电子束曝光和压印等，这些方法所需设备复杂，成本高昂，不适宜于量产。
近年来，研究人员提出了各种新的制备方法，如二光子聚合、光敏树脂固化、激光剥蚀等方法，这些方法不仅可以制备具有微小尺寸和高精度的微流控芯片，而且操作简便、成本低廉，逐渐成为微流控芯片加工的主流技术。
（二）微流控芯片的设计和优化微流控芯片的设计和优化直接影响着微流控芯片的性能。
设计和优化过程需要考虑诸如流体动力学、反应动力学和传热学等方面的因素，根据实际需要进行综合考虑。
近年来，研究人员采用仿生学、微纳加工等方法设计和优化微流控芯片，如采用仿自然的网络结构来实现微生物的培养和分析、在芯片表面构建微纳米结构来实现细胞定位和分割等，有效提高微流控芯片的灵敏度和可靠性。
（三）微流控芯片的检测技术微流控芯片的检测技术是微流控生物芯片技术的关键技术之一。
传统的检测方法主要包括光学检测、电化学检测和质谱检测等，这些方法常常需要复杂的设备和操作，且不能满足实时监测需求。
近年来，研究人员提出了各种新的检测方法，如表面增强拉曼光谱、量子点荧光探针、电化学生物传感器等方法，这些方法具有高灵敏度、高选择性和高通量等优势，可以实现实时监测和快速检测微量生物分子。
三、微流控生物芯片技术的应用现状（一）医学应用微流控生物芯片技术在医学诊断中具有广阔的应用前景。
例如，在抗生素筛选中，可以通过在微流控芯片中培养细菌，然后利用高通量分析方法快速筛选出对某种细菌具有杀菌作用的抗生素；在肿瘤分子诊断中，可以利用微流控芯片对肿瘤细胞进行捕获和分析，以实现早期诊断和治疗。
基于微流控芯片的高糖对模式生物线虫寿命影响及白藜芦醇苷保护性作用考察
基于微流控芯片的高糖对模式生物线虫寿命影响及白藜芦醇苷保护性作用考察朱国丽;尹方超;王丽;张敏;姜雷;秦建华【摘要】Caenorhabditis elegans( C. elegans)has been widely used as a model organism for biomedical research due to its sufficient homology with human at molecular or genomic level. In this work,we describe a microfluidic device not only to investigate the response of C. elegans including lifespan and oxidative stress,but also to evaluate the protective effect of polydatin induced by high-glucose condition. It was found that the mean lifespan of worms was signifi-cantly reduced and the oxidative stress protein GST-4 was increased in worms that are subjec-ted to high glucose. However,a certain dose of polydatin could weaken the increased oxidative stress induced by high-glucose and extend thelifespan,indicating the protective effect of poly-datin against the toxic of high-glucose. The established approach is simple to operate,easy for realtime imaging and multiparatemer evaluations in parallel,providing a potential platform for drug evaluation/screening in a high throughput format at single animal resolution.%线虫是一种经典的模式生物,在分子和基因水平上与人类具有高度同源性,目前已被广泛应用于生命科学领域.本文以微流控芯片为平台,以模式生物秀丽隐杆线虫为研究对象,在单个线虫操作的水平上探讨高糖对线虫寿命和氧化应激的影响,同时考察了白藜芦醇苷对高糖引起的线虫寿命及应激响应变化的保护性作用.结果表明,高糖会缩短线虫寿命并增强线虫的氧化应激蛋白 GST-4表达;而白藜芦醇苷会显著减弱高糖诱导的线虫应激反应并延长线虫寿命,表明白藜芦醇苷对高糖诱发的线虫应激反应具有保护性作用.本文所建立的单个线虫操控的微流控芯片可以为动物水平上治疗糖尿病的相关药物评价提供一种新的潜在平台.【期刊名称】《色谱》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】6页(P140-145)【关键词】微流控芯片;秀丽隐杆线虫;葡萄糖;白藜芦醇苷【作者】朱国丽;尹方超;王丽;张敏;姜雷;秦建华【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连 116023【正文语种】中文【中图分类】O658研究论文秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称C. elegans)是一种常见的小型土壤线虫,属于小杆亚纲小杆目小杆总科,以大肠杆菌OP50为食,在土壤中自由生长。
基于微流控芯片技术的秀丽隐杆线虫研究进展
基于微流控芯片技术的秀丽隐杆线虫研究进展尹方超;温慧;朱国丽;秦建华【摘要】秀丽隐杆线虫具有体积小、生命周期短、结构简单和高基因保守性等特点,是生命科学研究领域中的一种重要模式生物.微流控芯片的通道尺寸与线虫大小相匹配,并可实现灵活集成的线虫操控,为线虫研究提供了一种全新的平台.在微流控平台上,线虫长期培养、固定、分选、精确刺激传递和单线虫包裹等单元操作已经实现,并被应用于线虫神经生物学、行为学、衰老及发育、药物筛选等研究中.该文着重介绍近几年基于微流控芯片技术的线虫研究最新进展,并对其应用前景予以展望.【期刊名称】《色谱》【年(卷),期】2016(034)011【总页数】12页(P1031-1042)【关键词】微流控芯片;秀丽隐杆线虫;液滴;综述【作者】尹方超;温慧;朱国丽;秦建华【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023;中国科学院大学,北京100039;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】O658模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称C. elegans)是一种微小的多细胞无脊椎动物,在自然情况下自由生活在土壤间水层中,以细菌为食,是一种经典的模式生物。
线虫的基本特征表现为:通体透明,培养简单,可直接在显微镜下观察其体内器官;体积小(成虫体长仅1 mm,直径50 μm),生命周期短(仅3天),野生型线虫株N2在20 ℃可存活约20天;雌雄同体,细胞定数(雌雄同体959个,雄性1 031个)[1];神经系统结构简单(302个神经元),却含有编码脊椎动物大脑相关的多数基因,与人类在受体、神经递质等方面明显相似;线虫的基因测序已全部完成,可提供线虫的全部遗传信息,现已知线虫基因组约相当于人基因组的1/30,但几乎所有重要的人类发育和疾病基因都在线虫中存在直向同源基因且相关信号通路保守[2]。
一种微流控芯片吸附固定线虫装置及其使用方法[发明专利]
![一种微流控芯片吸附固定线虫装置及其使用方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b444534a0029bd64793e2c7b.png)
专利名称：一种微流控芯片吸附固定线虫装置及其使用方法专利类型：发明专利
发明人：赵幸福,王天伦,杨佳铭,朱海燕,张迎洁,印唐臣,孙逸凡
申请号：CN202011579221.0
申请日：20201228
公开号：CN112763468A
公开日：
20210507
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种微流控芯片吸附固定线虫装置及其使用方法。
本发明用此微流控芯片侧面吸附装置能够很好的对线虫实现吸附固定。
固定效果与常规胶水黏附固定相当，效果佳，而且固定时间更长，能较好保持线虫活性，即使固定长达两小时之久，适于长时程实验操作。
线虫是被吸附固定，不是压力固定，对其体内的压力影响不大，是一种物理固定方法。
按照本专利的线虫固定操作步骤，可以其个正常生理体态进行固定，尽量将固定操作对其生理行为的影响降到最低，固定完释放后，线虫活性恢复快，而胶水黏附法线虫无法回收。
本装置线虫进样速度可控，操作方便。
还可以同步实施化学药物的头部刺激及神经元成像分析，能够有效提高实验效率。
申请人：南通大学
地址：226000 江苏省南通市啬园路9号
国籍：CN
代理机构：南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：许洁
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基于培养池阵列微流控芯片的单线虫并行分离条件考察
西北农业学报 ２０２０，２９（１２）：１８９８ １９０４犃犮狋犪犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犲犅狅狉犲犪犾犻 狅犮犮犻犱犲狀狋犪犾犻狊犛犻狀犻犮犪网络出版日期：２０２０ １２ ０５ ｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４ １３８９．２０２０．１２．０１６网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１２２０．Ｓ．２０２０１２０４．０９５７．０３４．ｈｔｍｌ基于培养池阵列微流控芯片的单线虫并行分离条件考察收稿日期：２０１９ １２ ２２ 修回日期：２０２０ ０７ １０基金项目：中央高校基本科研业务费（３１３２０１９３３５）；载人航天空间应用系统重点领域科研项目－军装航（２０１８）２８号。
第一作者：钟润涛，男，讲师，硕士生导师，从事生物标志物微全分析研究。
Ｅ ｍａｉｌ：ｒｔｚｈｏｎｇ＠ｄｌｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通信作者：孙野青，女，教授，博士生导师，主要从事环境系统生物学研究。
Ｅ ｍａｉｌ：ｙｑｓｕｎ＠ｄｌｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ钟润涛。
钟润涛，杨倩倩，刘 琦，张 普，刘清清，邱怡华，彭 威，李沛然，王梦雨，王 巍，孙野青（大连海事大学环境系统生物学研究所，辽宁大连 １１６０２６）摘 要 秀丽隐杆线虫是一种重要的模式生物，已广泛应用于生物医药、农业和植物方面的研究，但线虫体态微小，常规方法难以实现对单条线虫的精准操控和长期追踪。
本研究基于微流体控制技术，设计了培养池阵列微流控芯片，提出一种单线虫并行分离方法。
通过考察液体培养时的线虫密度、线虫体宽及其分布等影响因素，分析在芯片上进行单线虫并行分离的条件。
结果显示，采用无菌液体培养时，线虫密度对线虫体宽及其分布具有明显影响，高密度（约７００条／ｍＬ）培养组和低密度（约３００条／ｍＬ）培养组的线虫体宽分别为（３５．５±５．２）μｍ和（４０．０±１．８）μｍ，且低密度下培养的线虫可获得较好的芯片分离效果，所得含线虫与含单线虫培养池的比例分别为８３．３％和６６．７％。
一种便携式单线虫并行分析微流控芯片系统及其使用方法[发明专利]
![一种便携式单线虫并行分析微流控芯片系统及其使用方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/4a426e967fd5360cbb1adbce.png)
专利名称：一种便携式单线虫并行分析微流控芯片系统及其使用方法
专利类型：发明专利
发明人：钟润涛,杨倩倩,刘清清,邱怡华,蔡逸珂,彭威,李沛然,刘琦,赵明,王巍,王梦雨,孙野青
申请号：CN201911286519.X
申请日：20191213
公开号：CN110940821A
公开日：
20200331
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种便携式单线虫并行分析微流控芯片系统及其使用方法，属于微流控技术及模式生物线虫分析领域。
该系统包括单线虫并行分析微流控芯片和便携式装置，所述的微流控芯片由线虫样品进样单元、单线虫并行分析单元和培养液分液单元按顺序连接而成；所述的便携式装置包括流体控制模块和无透镜显微成像模块。
本发明所述微流控芯片系统尤其适用于自动化的单线虫并行控制、长期培养及实时观测，有利于更简便、快速、低成本的获得精确的单线虫分析结果，为模式生物线虫的进一步研究和应用提供有效的技术方案。
申请人：大连海事大学
地址：116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号
国籍：CN
代理机构：大连东方专利代理有限责任公司
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线虫在轨液体培养荧光观测关键参数研究
线虫在轨液体培养荧光观测关键参数研究
王巍;元姝棋;邱辉;卢盈宇;张普;钟润涛;孙野青
【期刊名称】《载人航天》
【年(卷),期】2022(28)5
【摘要】为实现中国空间站基于微流控芯片液体培养的荧光标记线虫长期荧光跟踪观测,需建立筛选空间环境敏感荧光标记线虫和荧光成像分析的方法,并研究不同线虫品系在发育过程中的生理指标差异。
初步筛选并驯化了2种带有荧光标记位点的线虫(AM141和CZ13799),其在无菌液体培养基中能够正常发育及繁殖;获取了在发射时线虫保存温度(12℃)及在轨实验温度(20℃)下线虫的发育、产卵、寿命和泳动频率数据。
显微荧光分析结果表明:在轨实验装置成像指标测量范围可满足跟踪线虫发育过程中的荧光变化的基本需求。
研究结果可为利用线虫进行空间站在轨培养及观测的硬件设计和技术要求提供输入条件。
【总页数】9页(P637-645)
【作者】王巍;元姝棋;邱辉;卢盈宇;张普;钟润涛;孙野青
【作者单位】大连海事大学环境科学与工程学院环境系统生物学研究所;北京大学医学部基础医学院
【正文语种】中文
【中图分类】Q693
【相关文献】
1.夜蛾斯氏线虫液体培养基的优化研究
2.昆虫病原线虫共生菌5-5B液体培养基的优化研究
3.线虫液体培养和监测过程关键参数的实验研究
4.基于多航天器协同观测的空间非合作目标姿态参数在轨识别方法研究
5.昆虫病原线虫液体培养研究概况
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基于微流控芯片的线虫培养与刺激新方法研究秀丽隐杆线虫作为一种重要的模式生物,主要用于研究遗传、发育、神经、行为生理学等的基本机制。
尽管线虫具有多样化的行为模型、简单的神经系统、短暂的生命周期和强大的遗传工具的可用性等独特优势,但一直缺乏自动化操纵系统和集成化定量分析研究方法。
微流控芯片因具有良好的透明度、生物相容性和高通量等优点,尤其是其微通道与线虫的尺寸完美匹配,近年来逐渐发展成为线虫研究中重要的技术平台。
“线虫芯片”已经成功用于线虫表型和发育时期筛选、神经系统成像、行为学、显微手术和显微注射等。
目前,微流控芯片在线虫培养、发育和成像等方面也显示出巨大的潜力。
本文针对线虫的培养和刺激设计了一系列新型微流控芯片,主要研究内容如下:1、设计可生成指数浓度梯度的芯片,用于研究线虫的寿命和发育过程。
该芯片能够在通道网络中自动形成连续稀释的具有四个数量级的细菌食物补充物,同时,能够实现线虫的长期培养以及线虫的固定
与实时成像监测。
该芯片能够以高通量的方式来评估细菌浓度对线虫寿命的影响;通过芯片平台,我们考察了线虫的生长与细胞内DAF-16核定位如何响应不同浓度的细菌食物,研究了食物限制对线虫寿命的影响机制。
2、提出一种快速、可靠的微流控芯片方法用于定量分析线虫的趋流性行为。
在液体环境下,线虫对流体方向的感知十分重要,趋流性在线虫生命周期中的作用举足轻重,使它们能够在环境中导航,并维持它们的位置。
为了研究线虫对不同流速的选择性,本文构建了包含六个螺旋样微通道芯片,用于产生六个不同的流速。
利用该芯片,
成功地对线虫的流速偏好性进行定量分析,并结合突变体,分析其潜
在的作用机理。
3、发展了一种用于线虫固定和电刺激肠细胞的芯片,研究线虫肠细胞对电刺激的响应及钙信号转导机理。
该芯片系统利用可编程的电磁阀来精确控制刺激时间,能够对线虫特定肠部进行精确刺激从而诱发钙信号。
通过使用该装置,发现线虫肠部细胞钙信号可以通过持续或瞬时电刺激来启动。
此外,芯片内线虫会因高电压的刺激而破裂,导致体内的组织暴露出来,该技术可用于线虫解剖学以及
体外标记。
4、探索了一种新型光流控芯片,应用于线虫光遗传分析。
线虫的神经系统由302个神经元构成。
然而,对神经回路的功能组成在很大程度上是未知的。
近年来,光遗传学成功应用于推断神经元的功能。
本文构建了光流控芯片系统,利用3D打印技术打印出与光纤结合的通道,以LED激光作为光源,通过光纤对芯片内表达光敏感蛋白Ch R-2的神经元进行光激活,并同步利用显微镜光学系统对传递到下游神经元的神经信号以及相应的行为变化进行功能成像。
因此,该便携式芯片装置可以实现线虫光刺激与神经元动态响应、行为反应观测的同步化,可用于研究线虫神经回路的发生与功能组成,具有种简单、快速、成本低等优势。
综上所述,本文以线虫为对象,结合微流控芯片,建立可以用于线虫培养和刺激的技术平台,设计出可用于研究线虫食物限制、趋流性、电刺激、光遗传分析的微流控芯片。
本文建立的多种微流控芯片有望被广泛用于线虫发育、遗传、神经和行为学的研究。