集成光纤的微流控电泳芯片制作技术

利用印刷电路板技术制作芯片模具, 以PDMS为材料制成微流控电泳芯片. 该芯片上集成有光纤, 靠光纤传输激发光, 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. 对集成光纤的微流控电泳芯片的加工工艺和封装方法进行了探讨. 用所制作的芯片对FITC(异硫氰酸荧光素)和以FITC标记的氨基酸进行了分离, 结果证明了该芯片的可行性.     

基于惯性微流原理的微流控芯片用于血浆分离

血浆是临床生化检验中一类广泛使用的样品, 从全血中分离血浆是生命医学研究领域中一项非常重要的技术. 惯性微流(inertial microfluidics)原理的主要特点是无需施加任何外力如电磁力等, 仅依靠液体流动就可以在微通道内实现一定尺寸的微粒或细胞的聚焦流动. 本研究基于惯性微流原理, 设计并制备了具有不对称弯管结构通道的微流控芯片. 采用制备的荧光微球作为模型样品考察了装置的性能, 发现尺寸越大的微球保持惯性聚集流动的流速范围也越大. 在此基础上, 利用发展的芯片平台成功实现从稀释的血液样品中将血浆分离. 使用芯片对样品进行两次分离, 即二级分离后, 血液中血红细胞的分离效率超过90%. 该装置具有结构简单、体积小巧、操作方便等特点, 不仅可以快速分离血浆, 而且对血细胞基本无损, 易于作为功能模块与现有的一些芯片实验室(lab on a chip, LOC)系统集成结合.     

基于微流控芯片构建的肿瘤细胞三维共培养模型

在肿瘤及相伴血管生长过程中,微环境中的多种理化因素协同地发挥着重要的作用.传统体外实验多借助于Transwell等模型,在单一因素下考察细胞生物学效应,并不能反映在体的多因素微环境.基于微流控技术,本文构建了一种新的多细胞共培养模型,整合了多环境维度(二维/三维)、细胞与细胞及细胞与胞外基质相互作用、不同生化因子的浓度梯度、细胞区域性等多个重要因素,形成微环境,并能实时监测细胞的迁移和侵袭等响应.为评价该模型的可行性和功能上的独特优势,我们模拟了肿瘤细胞(HepG2,CAOV-3)和人脐静脉内皮细胞(HUVECs)共存的三维微环境,考察了它们共培养时相互诱导向三维基质材料中的迁移情况.结果表明,在三维共培养模型中细胞能够相互影响并出现明显形态差异;2种肿瘤细胞的诱导均使HUVECs迁移能力显著提高;同时2种不同肿瘤细胞出现了与其病理特质(HepG2低浸润,CAOV-3高浸润)相对应的迁移能力差异.以上结果表明,该模型可望为研究肿瘤微环境下的相关问题提供一个相对简便且更具整合价值的研究平台.     

微流控技术在化学科学发展中的战略地位

微型化是21世纪科技发展的总趋势之一。这在20世纪后几十年微电子领域的迅猛发展对信息与通讯科技发展的影响中，得到了充分体现。从1990年代开始，以分析化学的微型化发展为标志，化学科学领域中研究方法的微型化得到了快速发展。在2005年底被视为一项里程碑性质的变化是分析化学微型化的一个主要技术平台微流控技术（microfluidics）的SCI论文数量首次超过了微机械加工的主要技术平台微电子机械系统（MEMS）的SC／论文数。所谓微流控技术就是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学。     

功能软物质材料及其在微流控领域的应用

功能软物质材料是一种在特定外界刺激下表现相应功能的软物质材料。功能软物质材料在微小的作用下就能展现强大的功能,因此在智能控制等领域有着广泛的应用前景,也成为了软物质研究领域的研究热点。本文介绍了液晶、功能膜、水凝胶和PDMS复合材料等几种典型的功能软物质材料,以及PDMS复合材料在微流控领域的具体应用。     

基于微流控芯片构建三维基质支架中的肿瘤细胞侵袭模型

肿瘤细胞侵袭是一个复杂而高度协调的过程,传统的实验技术,如Boyden小室、Transwell小室法大多只能在二维(2D)尺度下研究肿瘤细胞侵袭,并不能反映体内的侵袭微环境以及监测侵袭过程.为得到更为真实可信的侵袭结果,在体外构建一种三维(3D)肿瘤细胞侵袭模型是十分必要的.本研究在微流控技术基础上自行设计和构建肿瘤细胞侵袭模型,该模型不仅能够模拟肿瘤细胞的侵袭3D微环境,而且能够监测肿瘤细胞与3D微环境的相互作用,以及全程监测生化因子对肿瘤细胞侵袭过程的动态影响.为评价该芯片用于研究肿瘤细胞侵袭机制的可行性和优越性,用该芯片模拟乳腺肿瘤细胞(MDA-MB-231)的3D微环境,并全程监测在细胞坏死因子(TNF-α)浓度梯度诱导下,MDA-MB-231侵袭的全过程.该模型实验结果表明,TNF-α能够诱导MDA-MB-231在3D基质胶中进行定向侵袭,并且发现侵袭到基质胶中的MDA-MB-231会形成具有侵袭突起的顶细胞,顶细胞和柄细胞首尾相连形成线状.该微流控芯片有望为研究肿瘤细胞的侵袭机制和开发抑制肿瘤细胞侵袭药物提供一个新的研究平台.     

一维微流控微珠阵列芯片用于肿瘤转移相关基因表达谱检测

基于一维微流控微珠阵列芯片, 通过在微珠表面进行核酸功能化修饰, 发展了一种新型的肿瘤转移相关基因检测平台. 该芯片灵敏度高(DNA检测下限为0.02 nmol/L), 无需扩增即可直接对多种基因mRNA进行同时检测. 以来源于同一病人大肠腺癌的原发癌和转移癌细胞为研究对象, 成功地对两种癌细胞中多个肿瘤转移相关基因转录水平的表达进行了检测, 并用RT-PCR验证了该芯片的检测结果. 结果表明, 该芯片具有样品及试剂消耗极小、灵敏度高、分析速度快、成本低等优点, 并且可以实现高通量分析, 在肿瘤转移早期诊断及机理研究等方面具有重要的应用价值.     

基于微流控液滴技术的载药缓释微球研究进展

单分散性载药缓释微球作为新型药物释放系统已成为缓释药物制剂研究的热点问题之一,但传统制备方法获得的载药微球大多存在大小不均一、粒径分布宽、载药量低、缓释效果不明显等问题,极大地限制了其应用。微流控液滴技术因其操作简单,可以控制液滴形成的过程,成为近年发展起来的制备单分散性载药微球的新方法,在制备粒径均匀、具有特殊性能等载药微球方面有极大的优势。本文从传统载药微球的制备及存在问题入手,简述微流控技术的基本原理及液滴微流控制备载药微球的基本方法与类型,体现微流控技术相比传统制备技术的优势,即可以制备得到粒径均一、大小组分可控且呈单分散性的药物可控释放微球。     

单细胞微流控技术研究——医疗检测的革新

细胞是生物体的基本功能单元,它通过内部化学、物理方式维持和感觉外部生理环境.独一无二的生物化学和生物物理特性使细胞能够实现特殊功能,并且适应外部环境.细胞的生理变化是伴随着自身一系列化学物理方面的改变和重组进行的.因此,病理细胞可以通过生物化学和生物物理方法得到识别——病理细胞的生物化学特性已经得到深入的研究,人们也已经研发出许多生物化学标记来从异源群体中识别出目标细胞.     

在微流芯片中实现可控PH梯度

介绍以软光刻(soft-lithography)为主要手段的微加工技术制备应用于等电聚焦及高效液相色谱的PH值梯度微流芯片. 此种PH梯度芯片具有容易加工、可根据需要快速得到不同范围的PH值梯度、精度可控制、IEF与分离有机结合为一体、等电聚焦所需电场低、PH值梯度不随时间改变等优点, 将在芯片中样品的制备、分离、分析将有广泛的应用.     

基于Poly(A)/二氧化硅纳米颗粒的pH可控释放抗肿瘤药物载体

利用异喹啉类生物碱小分子化合物与腺嘌呤(A碱基)在酸性条件结合力下降的特点,以具有良好生物相容性、DNA酶切保护性以及易于生物修饰的二氧化硅纳米颗粒为载体,发展了一种基于聚A链(Poly(A))/二氧化硅纳米颗粒(Poly(A)/SiNPs)的pH可控释放抗肿瘤药物体系.在该体系中,选择了甲氧檗因(coralyne)作为药物模式分子,通过共价修饰方法在二氧化硅纳米颗粒表面修饰Poly(A),获得Poly(A)/SiNPs颗粒,通过A碱基-甲氧檗因-A碱基结合方式构建了甲氧檗因载药体系.采用琼脂糖凝胶电泳、透射电子显微镜以及荧光光谱等方法对载药体系进行了表征,考察了载药体系的稳定性和在不同pH缓冲液中的释放情况,并采用激光共聚焦成像技术和MTT方法分别考察了该体系在Hela细胞内的定位以及杀伤效果.结果表明:Poly(A)被成功修饰在二氧化硅纳米颗粒上后能很好地与甲氧檗因结合,构建甲氧檗因载药体系,该体系在中性条件具有较好的稳定性,而在酸性条件下(pH6),由于甲氧檗因与A碱基的结合力减弱而被释放出来,实现pH的控制释放.细胞成像结果显示,该载药体系能被细胞内吞并聚集于溶酶体内,通过利用溶酶体的酸性环境释放药物,实现了对肿瘤细胞的杀伤.该体系较好地实现了甲氧檗因抗肿瘤药物的装载和释放,为发展这一类抗肿瘤药物的载体提供了新方法.     

生物可降解高分子形状记忆合金的研究和进展

高分子形状记忆材料近年来吸引了许多研究者的目光, 因其低廉的成本、优异的加工性能、良好的回复性、多变的力学和物理性能等优势迅速地发展起来. 但随着石油紧缺和全球暖化等问题, 开发绿色、可降解的生物高分子形状记忆材料成为新的发展趋势. 其中, 绿色材料聚乳酸以其优异的力学强度、生物降解性和生物相容性, 在可降解的生物高分子形状记忆材料的研究和应用方面有很大的发展前景. 本文主要就生物可降解高分子形状记忆材料的发展现状、形状记忆机理、材料选择和国内外最新研究进展等进行了介绍、评述和展望.     

嵌段共聚物改性表面对蛋白质吸附和细胞黏附的调控

通过表面引发原子转移自由基聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯-嵌段-聚苯乙烯(POEGMA-b-PS)改性的硅表面. 通过控制反应时间可以对两种组分的长度进行调控. 结果发现: POEGMA和PS相对长度的变化会引起改性表面的化学组成和微结构发生改变, 进而导致表面对蛋白质吸附和细胞黏附情况的改变. 随着PS链段相对长度的增加, 改性表面的疏水性增强, 对纤维蛋白原的吸附量增加, 同时成纤维细胞在表面的黏附和铺展情况转好. 当PS链段相对较短时, POEGMA-b-PS改性表面既能排斥蛋白质的非特异性吸附, 同时又能够支持细胞在表面的黏附生长, 这在组织工程领域有着潜在的应用.     

双峰双波长分光光度法测定水中的铅

目前我国环境地表水和污水中铅的测定方法,常用的分光光度法主要以二硫棕萃取法为主,该法选择性不高,灵敏度低,使用剧毒氰化物作掩蔽剂,且操作繁琐。文章在铅与二甲酚橙在溶液形成紫1∶1的红色配合物而建立的光度法基础上进行改进,研究了一种双峰双波长测定铅的新方法,与单波长光度法相比其灵敏度显著增加。该法已用于水样中铅含量的直接测定,结果令人满意。     

分子手术——纳米生物学的新领域

本文扼要地介绍了纳米生物学这一纳米科技与生物学的交叉科学。重点综述了分子手术这一21世纪的外科手术的发展历程和研究进展,并对分子手术及其应用前景做了展望。     

黄酮类化合物与雌激素受体作用的三维定量构效关系

黄酮类化合物是一种普遍存在于食物和植物中的内分泌干扰物. 选取20个典型的黄酮类化合物, 采用基于分子对接(docking)的比较分子场分析法(CoMFA)和比较分子相似性指数(CoMSIA)方法, 研究它们与雌激素受体(ER?)的相互作用, 建立了这些黄酮类化合物和雌激素受体之间的三维定量构效关系(QSAR)模型, 得到CoMFA模型的最佳交互验证相关系数Q²_LOO为0.845, 非交互验证相关系数R²为0.988, 相应的CoMSIA模型的交互验证相关系数Q²_LOO为0.670, 非交互验证相关系数R²为0.990, 说明模型具有很强的稳定性和预测能力. 此外, 分子对接结果揭示了受体腔中的关键残基及其与黄酮类化合物作用的具体方式.     

非病毒载体介导的siRNA细胞内导入机理研究

比较了两类非病毒载体,包括阳离子聚合物载体(HPAMAM-PHE45,PEI)和阳离子脂质载体(DOTAP)运载siRNA进入细胞的动态过程.DOTAP/siRNA能够很快地被内吞进入内涵体途径,6 h内就能将绝大多数的siRNA从内涵体中释放出来.而HPAMAMPHE45,PEI/siRNA复合物在与细胞接触0.5 h后首先附着在细胞膜表面,逐渐地部分复合物也经由内涵体途径将siRNA从内涵体中释放出来进入细胞质.但也有一部分复合物可能从窖蛋白介导的内吞途径进入细胞.实验结果显示,细胞摄取阳离子脂质/siRNA主要通过网格蛋白介导的内吞实现,而阳离子聚合物/siRNA主要通过网格蛋白介导的内吞和窖蛋白介导的内吞共同完成.这两种不同的内吞方式可能对非病毒载体的不同转染机理及优化理论有较大影响.深入研究其中的关键因素可以为非病毒载体运载siRNA内吞和胞内途径的机理提供线索.     

部分苯酚衍生物生物降解性的2D和3D-QSBR研究

应用B3LYP/6-311G**水平计算得到的量子化学参数,在实验数据的基础上,建立了部分苯酚衍生物生物降解性能(二氧化碳生成量(PCD))的定量结构-生物降解性相关模型(2D-QSBR),该模型包括分子平均极化率(α)和熵(SΘ)两个参数,其中α对PCD的影响更为显著,模型的相关系数R2=0.933,交叉验证相关系数q2=0.894.该结果优于midix,6-31G*计算水平下得到的2D模型,此外,应用基于分子模拟技术的比较分子相似性指数(CoMSIA)方法,建立了3D-QSBR模型,模型的R2=0.964,q2=0.716,化合物的氢键供受体特性对降解能力的影响较为显著,其次是化合物的疏水性.结果表明,2D和3D-QSBR模型都具有良好的稳定性和预测能力,可以预测同类化合物的PCD值.     

靶向EGFR蛋白降解剂及其在非小细胞肺癌中的应用

细胞表皮生长因子受体(EGFR)突变是引起部分非小细胞肺癌(NSCLC)发病的一个主要原因。 目前,临床上对具有EGFR突变的NSCLC患者使用的标准治疗方案是使用靶向EGFR的酪氨酸激酶小分子抑制剂药物。然而,患者使用此类小分子抑制剂药物后不可避免地会出现耐药现象,因此临床亟需发展新的技术来克服耐药现象,提升靶向治疗的长期疗效。由于EGFR突变肺癌以及此类肺癌对靶向药物产生耐药后对EGFR突变蛋白具有高度的依赖性,开发新型蛋白降解剂特异性地降解EGFR致病蛋白为治疗肺癌和克服肿瘤耐药提供了一种极有潜力的解决途径。目前,已经有多种靶向EGFR蛋白降解的策略用于清除肺癌细胞中的EGFR蛋白,包括靶向蛋白降解技术(PROTAC)、溶酶体靶向降解技术(LYTAC)和基于EGFR和TRIB3相互作用的订书肽。文章主要就上述三种技术在EGFR蛋白靶向降解中的研究进展进行综述,并对其在NSCLC治疗中的潜在应用进行探讨。