微流控电泳芯片

微流控电泳芯片第1页，共22页，2023年，2月20日，星期六内容1简介2优点3制备4应用2第2页，共22页，2023年，2月20日，星期六简介“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。3第3页，共22页，2023年，2月20日，星期六4第4页，共22页，2023年，2月20日，星期六5第5页，共22页，2023年，2月20日，星期六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（PhotoMultiplierTube,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。6第6页，共22页，2023年，2月20日，星期六

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。7第7页，共22页，2023年，2月20日，星期六(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。8第8页，共22页，2023年，2月20日，星期六(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。9第9页，共22页，2023年，2月20日，星期六集成化微流控芯片未来的发展趋势10第10页，共22页，2023年，2月20日，星期六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。11第11页，共22页，2023年，2月20日，星期六在制作电路板时，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。12第12页，共22页，2023年，2月20日，星期六这种方法的缺点是：（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。13第13页，共22页，2023年，2月20日，星期六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。14第14页，共22页，2023年，2月20日，星期六15第15页，共22页，2023年，2月20日，星期六异硫氰酸酯荧光素标记的氨基酸电泳图16第16页，共22页，2023年，2月20日，星期六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17第17页，共22页，2023年，2月20日，星期六玻璃-PDMS-玻璃微泵驱动免疫芯片PDMS-玻璃细胞研究芯片18第18页，共22页，2023年，2月20日，星期六

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用。19第19页，共22页，2023年，2月20日，星期六廖红华等结合电导测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.20第20页，共22页，2023年，2月20日，星期六文-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