微流控芯片简介ppt课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10
进样器
电泳：带电颗粒在电场作用下， 向着与其电性相反的电极移动， 称为电泳(electrophoresis, EP)。 利用带电粒子在电场中移动速度 不同而达到分离的技术称为电泳 技术。 磁分选:处于磁场中的磁性物质 或电流，会因为磁场的作用而感 受到磁力，从而与其他不带磁性 的物质进行分离。 热传导：热量从系统的一部分传 到另一部分或由一个系统传到另 一个系统的现象叫传热。
2
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。 特别的，微意味着以下的特性： 微小的容量（纳升，皮升，飞升级别） 微小的体积 低能量消耗 装置本身占用体积小 微流控利用对于微尺度下流体的控制，是一个包括了 工程学，物理学，化学，微加工和生物工程的多交叉 学科。 微流控在20世纪80年代兴起，并在DNA芯片，芯片实验 室，微进样技术，微热力学技术得到了发展。 微流控研究的空间特征尺度范围在1微米(10-6米)至1 毫米(10-3米)。
苏州汶颢芯片科技有限公司
Suzhou Wenhao Chip Technology Co., Ltd.
1
一、什么是微流控芯片
：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。
Lab onBiblioteka Baidua chip!
5
微流控芯片系统涉及领域极其 广泛，包括疾病检测、生化分 析、蛋白质检测、药物筛选、 毒品检测、商品检验、环境监 测、刑事科学、军事科学及航 天科学等，覆盖人们生活的方 方面面。
6
Nannan Ye,a Jianhua Qin,*a Weiwei Shi,a Xin Liua and Bingcheng Lin*a Lab Chip, 2007,7, 1696-1704a
进样器 芯片 检测器
9
进样器
进样器 注射泵：工作时，单片机系统发出 控制脉冲使步进电机旋转，而步进 电机带动丝杆将旋转运动变成直线 运动，推动注 射器的活塞进行注射输液，实现高 精度，平稳无脉动的液体传输。 恒压泵：恒流泵精准、耐用、输送 流量稳定，连续可调有较高的压力 和扬程，而且输送物质不与外界接 触，防止污染，各种流量加液抽液。 有微量输送，也可作小型罐装用。
4
2004年，美国期刊《商务2.0》（Business2.0）的封面文章“七大新技 术将改变一切”中第五种即是微流控芯片系统 2006年Nature杂志就这种可能会成为“这一世纪的技术”推出专辑。微 流控芯片系统作为第三次产业革命“生物科技革命”的佼佼者正重演当 初电子芯片的蓬勃发展态势，它必将改变人类将来的生活方式。 1995年全球第一家微流控芯片企业Caliper Technologies（现名： Caliper Life Sciences）在美国成立，一年即集资近千万美元，而后 1999年成功上市，同年市值达到了7500万美元，并于2011年达到市值10 亿美元。
22
有哪些微流控芯片
PMMA（聚甲基丙烯 酸甲酯） PC（聚碳酸 酯）
20
有哪些微流控芯片
PDMS:聚二甲基硅氧烷 作为一种高分子有机硅化合物，通常被称为 有机硅。具有光学透明，且在一般情况下， 被认为是惰性，无毒，不易燃。 最广泛使用的硅为基础的有机聚合物材料， 其运用包括在生物微机电中的微流道系统、 填缝剂、润滑剂、保护剂等
21
分为A(基本组分)，B(固化剂) 两个组分 混合均匀后加热固化 固化后为透明软质材料 优点：惰性，生物相容性，透 明，易加工 缺点：软，对蛋白质有吸附作 用
7
几 千 元
几十万元
R.H. Liu, J.N. Yang, T. Lenigk, J. Bonanno, P. Grodzinski, Anal. Chem. 76 (2004) 1824.
8
如何组成一套微芯片系统 微流控芯片技术(Microfluidics) Micro：微小的 fluidics：应用流体学
14
培养：将常规的微生物、细胞、组织培养进行微型化，通过 结构设计，把微通道变成培养皿，同时进行温度、湿度、 气体浓度控制，实现生物培养功能
15
分离：对通道内进行修饰或者外加驱动力，根据停留时间不 同实现不同物质的分离，达到常规色谱或者电泳的分离效果。
16
检测器
光谱检测器：光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的 科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射 的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪 将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉 眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱 仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示 和分析，从而测知物品中含有何种元素。
11
进样器
重力驱动:利用液 体自重完成进样
12
离心力驱动
Centrifugal Microfluidics Platform
Anal. Chem. 2002, 74, 5569-5575
13
微芯片
制备和反应：将常规的混合，加热等步骤，在芯片上通过 液体的流路控制来实现
Anal. Chem.2002, 74,1565-1571
3
生物医学领域：可以使珍贵的生物样品和试 剂消耗降低到微升甚至纳升级，而且分析速 度成倍提高，成本成倍下降
化学领域：它可以使以前需要在一个大实验 室花大量样品、试剂和很多时间才能完成的 分析和合成，将在一块小的芯片上花很少量 样品和试剂以很短的时间同时完成大量实验
分析化学领域：它可以使以前大的分析仪器 变成平方厘米尺寸规模的分析仪，将大大节 约资源和能源
17
电化学检测器：以测量某一化学体系或试样的电响应为基础建 立起来的一类分析方法。它把测定的对象构成一个化学电池的 组成部分，通过测量电池的某些物理量，如电位、电流、电导 或电量等，求得物质的含量或测定某些电化学性质。
18
质谱
显微成像
19
有哪些微流控芯片 从材料分 有机聚合物芯片（PDMS PMMA PC等） 玻璃芯片 纸芯片 其他
进样器
电泳：带电颗粒在电场作用下， 向着与其电性相反的电极移动， 称为电泳(electrophoresis, EP)。 利用带电粒子在电场中移动速度 不同而达到分离的技术称为电泳 技术。 磁分选:处于磁场中的磁性物质 或电流，会因为磁场的作用而感 受到磁力，从而与其他不带磁性 的物质进行分离。 热传导：热量从系统的一部分传 到另一部分或由一个系统传到另 一个系统的现象叫传热。
2
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。 特别的，微意味着以下的特性： 微小的容量（纳升，皮升，飞升级别） 微小的体积 低能量消耗 装置本身占用体积小 微流控利用对于微尺度下流体的控制，是一个包括了 工程学，物理学，化学，微加工和生物工程的多交叉 学科。 微流控在20世纪80年代兴起，并在DNA芯片，芯片实验 室，微进样技术，微热力学技术得到了发展。 微流控研究的空间特征尺度范围在1微米(10-6米)至1 毫米(10-3米)。
苏州汶颢芯片科技有限公司
Suzhou Wenhao Chip Technology Co., Ltd.
1
一、什么是微流控芯片
：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。
Lab onBiblioteka Baidua chip!
5
微流控芯片系统涉及领域极其 广泛，包括疾病检测、生化分 析、蛋白质检测、药物筛选、 毒品检测、商品检验、环境监 测、刑事科学、军事科学及航 天科学等，覆盖人们生活的方 方面面。
6
Nannan Ye,a Jianhua Qin,*a Weiwei Shi,a Xin Liua and Bingcheng Lin*a Lab Chip, 2007,7, 1696-1704a
进样器 芯片 检测器
9
进样器
进样器 注射泵：工作时，单片机系统发出 控制脉冲使步进电机旋转，而步进 电机带动丝杆将旋转运动变成直线 运动，推动注 射器的活塞进行注射输液，实现高 精度，平稳无脉动的液体传输。 恒压泵：恒流泵精准、耐用、输送 流量稳定，连续可调有较高的压力 和扬程，而且输送物质不与外界接 触，防止污染，各种流量加液抽液。 有微量输送，也可作小型罐装用。
4
2004年，美国期刊《商务2.0》（Business2.0）的封面文章“七大新技 术将改变一切”中第五种即是微流控芯片系统 2006年Nature杂志就这种可能会成为“这一世纪的技术”推出专辑。微 流控芯片系统作为第三次产业革命“生物科技革命”的佼佼者正重演当 初电子芯片的蓬勃发展态势，它必将改变人类将来的生活方式。 1995年全球第一家微流控芯片企业Caliper Technologies（现名： Caliper Life Sciences）在美国成立，一年即集资近千万美元，而后 1999年成功上市，同年市值达到了7500万美元，并于2011年达到市值10 亿美元。
22
有哪些微流控芯片
PMMA（聚甲基丙烯 酸甲酯） PC（聚碳酸 酯）
20
有哪些微流控芯片
PDMS:聚二甲基硅氧烷 作为一种高分子有机硅化合物，通常被称为 有机硅。具有光学透明，且在一般情况下， 被认为是惰性，无毒，不易燃。 最广泛使用的硅为基础的有机聚合物材料， 其运用包括在生物微机电中的微流道系统、 填缝剂、润滑剂、保护剂等
21
分为A(基本组分)，B(固化剂) 两个组分 混合均匀后加热固化 固化后为透明软质材料 优点：惰性，生物相容性，透 明，易加工 缺点：软，对蛋白质有吸附作 用
7
几 千 元
几十万元
R.H. Liu, J.N. Yang, T. Lenigk, J. Bonanno, P. Grodzinski, Anal. Chem. 76 (2004) 1824.
8
如何组成一套微芯片系统 微流控芯片技术(Microfluidics) Micro：微小的 fluidics：应用流体学
14
培养：将常规的微生物、细胞、组织培养进行微型化，通过 结构设计，把微通道变成培养皿，同时进行温度、湿度、 气体浓度控制，实现生物培养功能
15
分离：对通道内进行修饰或者外加驱动力，根据停留时间不 同实现不同物质的分离，达到常规色谱或者电泳的分离效果。
16
检测器
光谱检测器：光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的 科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射 的光线。阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪 将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉 眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。通过光谱 仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示 和分析，从而测知物品中含有何种元素。
11
进样器
重力驱动:利用液 体自重完成进样
12
离心力驱动
Centrifugal Microfluidics Platform
Anal. Chem. 2002, 74, 5569-5575
13
微芯片
制备和反应：将常规的混合，加热等步骤，在芯片上通过 液体的流路控制来实现
Anal. Chem.2002, 74,1565-1571
3
生物医学领域：可以使珍贵的生物样品和试 剂消耗降低到微升甚至纳升级，而且分析速 度成倍提高，成本成倍下降
化学领域：它可以使以前需要在一个大实验 室花大量样品、试剂和很多时间才能完成的 分析和合成，将在一块小的芯片上花很少量 样品和试剂以很短的时间同时完成大量实验
分析化学领域：它可以使以前大的分析仪器 变成平方厘米尺寸规模的分析仪，将大大节 约资源和能源
17
电化学检测器：以测量某一化学体系或试样的电响应为基础建 立起来的一类分析方法。它把测定的对象构成一个化学电池的 组成部分，通过测量电池的某些物理量，如电位、电流、电导 或电量等，求得物质的含量或测定某些电化学性质。
18
质谱
显微成像
19
有哪些微流控芯片 从材料分 有机聚合物芯片（PDMS PMMA PC等） 玻璃芯片 纸芯片 其他