微流控芯片文献总结

7月18号星期三

○1Microfluidic微流控芯片技术μTAS 微全分析系统Microfluidic Fiber chip微流控光纤芯片

○2PDMS 聚二甲基硅氧烷用来制作微流控沟道

优点：良好地绝缘性，能承受高压，热稳定性高，适用加工各种生化反应芯片；具有优良的光学特性，可应用于多种光学检测系统。与传统的硅、玻璃相比PDMS的原材料价格便宜，芯片加工成本低，制作周期短，可重复使用。

○3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。利用带电粒子在电场中的移动速度的不同而达到分离的技术叫做电泳技术。带电粒子在电场的作用下，单位时间移动的距离即为迁移率。

○4光电倍增管（PMT）photomultiplier能将微弱的光信号通过光电效应转变成电信号并利用二次发射电极转为电子倍增的电真空器件。雪崩光电二级管（APD）avalanche photodiode一种半导体光器件，在加大偏压的作用下会产生雪崩（光电流成倍的激增）的现象。

有机发光二极管（OLED）一种薄膜多层器件，由碳分子或聚合物组成，能通过细微的改变器件的化学组成来调节OLED的发光波长峰值

○5光电导效应：入射光子射入到半导体表面，吸收产生电子空穴对，自生电导增大

光生伏特效应：一定波长的光照射到非均匀半导体（PN结），在自建

场的作用下，半导体内部产生光电压。

○6微流控光纤芯片是把光纤植入到芯片中并与微流控沟道垂直对准，用来激发微流控沟道中带荧光物质标记的DNA或氨基酸以产生荧光信号。材料大多数是多模光纤和PDMS。

集成在芯片上的光纤作为激发光源，可使激发光斑的大小与微流控沟道的深度尺寸相接近，提高了检测灵敏度，省去了光学聚焦系统。

○7荧光：某些具有特殊结构的化合物受到紫外光或者激光照射后，能发出比紫外光或者激光波长更长的光线，一般在可见光范围内，这种光称为荧光。波长较短的紫外光或者激光称为激发光，产生的荧光叫做发射光。

荧光检测——激光诱导荧光检测法，通常用于检测发荧光的化合物。

7月19号星期四

○1二次曝光：是将初始光波面与变化以后的物光波面相比较。在记录过程中的一张全息干板作两次曝光，一次是记录初始光波的全息图；一次是记录变化后的物光波的全息图。

○2微流控芯片作为微全分析系统的主要研究方向，其目标是把整个化验室的功能，包括采样、稀释、混合、反应、分离、检测等集成在微芯片上，将复杂耗时的分析过程微型化、集成化。

○3微机电系统或微加工技术（MEMS）是指可批量制作的，集微型机构，微型传感器，微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、

通信和电源等于一体的微型器件或系统。（以半导体制造为基础）○4常用的检测法：激光诱导荧光检测法、化学发光检测法、激光热透镜检测法、折光率检测法、发射光谱检测法、电化学检测法和质谱检测法。

○5微流控芯片的优点：可批量制造、低成本、高可靠性、易操作、重复性好等。主要分析对象有：DNA/RNA、蛋白质及多肽、药物、毒品和氨基酸等，应用在基因测序、药物筛选、蛋白组学、临床诊断等领域。

7月20号星期五

①微流控芯片的特点

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。

(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:微流控芯片平台集成多个独立的并行通道至一单元操作系统内，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。

(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。

○2微流控芯片的应用领域

随着对微流控芯片应用研究的不断深入，芯片的应用范围将从药物分析与筛选拓展到疾病检测等，从科研院所的实验室进入到医疗医药等行业，应用前景十分广阔。

(1)生命科学:基因结构与功能研究是微流控芯片应用最广阔的领域之一。人类基因组计划随着2000年6月人类基因组计划的初步完成进入后基因测序时代，而DNA的分析技术要求，需要高通量的筛选技术，和高速的基因多态分析技术，用于分析单个基因组中几百万到一千万个位置上的单核昔酸多态。由于微流控芯片强大的大规模并行处理的能力，有可能使它在人类基因组计划的进一步研究及后基因时代发挥核心作用而成为该时代的支撑性技术。

(2)临床医学:在一张芯片上，微流控芯片可以同时对多个病人进行多种疾病的并行检测，能实现早期诊断;微流控芯片还能检测病原微生物种类，甚至微生物的亚型等，而且待测试样用量少，灵敏度和

可靠性高，检测成本低。这些特点使得医务人员能够在短时间内掌握大量的疾病诊断信息，从而找到正确而有效的医疗措施。

(3)化学合成和新药筛选:微流控芯片高通量、大规模、平行性等特点，可以用于大规模比较各种合成发应，筛选催化剂和药物有效成分，加快新化合物和药物研究开发进程。

(4)其它领域:除了以上领域外，微流控芯片还可以广泛应用在农作物优育与优选、军事和刑事科学领域、检疫、食品、卫生、环境等监督领域。

○3微流控芯片的功能单元

1）样品制备与富集2)样品注入与控制3）样品混合与反应4）样品分离：色谱分离、电泳分离、电聚焦分离等。

○4微流控芯片信号检测

检测器的作用是测定经过微流控分析系统分离或者处理的有关样品的组成及其含量。

其中吸收光度检测器应用广泛，可测定物质种类多，结构简单（由于微流控芯片通道检测区的检测体积小，吸收光程短，导致它的相对灵