用于细胞成像的便携型微流控芯片检测系统

针对微流控芯片检测装置普遍需要大型数码显微镜的问题,使用自行设计的一套嵌入式微流控芯片小型成像系统拍摄芯片管道中的细胞,并提出在该条件下细胞自动检测与识别的算法。首先,用球形波进行图像背景校正,然后用基于局部方差的直方图均衡化算法进行细胞目标增强,并作滤波和背景去除处理,最后用C anny算子检测细胞边缘并返回原图对细胞进行标记。结果表明:小型的微流控芯片检测系统和处理方法可以使整个片上系统实现更高的集成化、自动化和便携性。     

微流控芯片检测技术的研究进展

本文简单总结了光学检测法、电化学检测法和质谱检测法三种微流控芯片检测技术,并介绍了近几年微流控芯片检测技术的研究进展。     

微流控芯片上油液磨粒电容检测

报道一种可用来检测和计数油液中磨粒个数的微流控芯片实验室装置(microfluidic lab-on-chip).使用直径为25μm铜丝作为电极,在PDMS徼流控芯片上加工获得三维电容传感器,油液样品在微流控芯片上由注射泵驱动通过传感器.金属磨粒与油液介电常数不同,每一个通过电容传感器的磨粒均会产生电容脉冲信号,脉冲信号幅值反映了磨粒大小,而脉冲个数即为磨粒数量,实现了最小粒径为8 μm的铝磨粒的检测和计数.该油液磨粒检测装置具有结构简单、成本低、检测精度高等优点,有望应用于远洋船舶的油液离线分析.     

微流控芯片分离效果光电检测方法研究

设计了一套用于微流控芯片分离效果检验的光学检测系统,系统使用生物落射荧光显微镜作为主要光路系统,用彩色CCD摄像头采集图像信息输入计算机,用线形灰度变换算法处理RGB24位彩色图像数据.用该系统对瓢虫翅膀、洋葱细胞、机油、聚氯乙稀颗粒和熔融玻璃管做了检测实验,分析了影响检测效果的因素.     

微流控芯片上样品连续介电过滤及微藻检测

报道一种可全自动、顺序实现样品中杂质颗粒介电过滤和目标颗粒电阻脉冲检测、计数和尺寸判定的微流控芯片装置.根据杂质颗粒与目标颗粒尺寸和介电特性的不同,在芯片通道上顺序设计了介电泳(DEP)分离区和电阻脉冲(RPS)检测区,通过理论模拟,优化并确定芯片结构和尺寸,并进行实验验证,实现了3μm聚苯乙烯杂质颗粒的介电过滤以及近头状伪蹄形藻的检测和计数.研究表明:颗粒收集通道的位置布置对于颗粒的收集效果有重要影响;检测到的近头状伪蹄形藻的RPS信号信噪比(＞20)较高,即DEP分离用的高压电源并没有明显影响RPS信号的信噪比.本研究对于发展成分复杂的单细胞生物样品快速检测和分析的微流控芯片便携式设备具有一定的借鉴价值.     

纸基微流控芯片的构建及在亚硝酸盐检测中的应用

基于造纸过程中的表面施胶工艺,通过简单、高效的喷墨打印技术在纸张表面成功构建亲水性微流道.以纸张表面润湿性及液体在微流道内的扩散性为评价标准,研究了表面施胶剂配比、压光处理等因素对流体在微流道内的扩散行为的影响,研究结果表明:采用配比(m表面施胶淀粉/mAKD)为7∶3的表面施胶剂对纸张进行疏水改性,在压强为2 MPa...     

尿蛋白分离中微流控芯片的制作与电渗流速度检测的研究

提出了微流控芯片应用于尿蛋白分离中的芯片制作与电渗流速度检测方法,讨论了用SG4009匀胶铬版玻璃制作微流控芯片过程中提高芯片质量的方法;采用以CCD为图像传感器的微通道尺寸的检测方法和以Rh123中性分子为标定物的直接测定电渗流速度的方法进行尿蛋白分离.结果表明,该法可提高临床的诊断率.     

微流控芯片激光诱导荧光光纤检测器的研制

用硅橡胶PDMS制作了一个微流控芯片,并用PDMS封接玻璃-PDMS芯片,芯片的键合成品率几乎达100%.采用光纤和光子计数器自行组装了一套结构简单、紧凑的微流控芯片激光诱导荧光光纤检测系统.以氩离子激光器为激发光源、浓度为5×10-6mol/L的罗丹明B为检测物质,对该系统的性能进行测试,发现荧光峰值明显,重复检测性好.     

微流控芯片加工工艺及生物相容性探究

本文就实验室微流控玻璃芯片湿法刻蚀加工工艺进行了研究,并对加工后芯片表面的生物相容性进行了评估.结果该工艺展宽100 μm,H₂SO₄处理后的基质生物相容性更好.所以在涉及具体的操作前,有必要进行相应的清洗以及包被处理,以便后续实验顺利开展.对于微流控芯片相关实验具有借鉴与指导意义.     

图像处理技术在微流控芯片中流体运动检测的应用

介绍一种基于图像处理的方法,解决微管中流体运动状况的精确检测问题。处理过程:通过视频录像等方法获取目标运动的序列图片,根据帧图片之间差异定位运动目标轨迹区域,然后采用帧差法处理得到运动轨迹图像,将轨迹图像裁剪出,以减少后面处理运算量;将所得图像进行亮度变换、数次开闭运算等,进行运动轨迹图像边缘平滑和背景噪声消除,利用边界跟踪法标定运动轨迹边缘,最后霍夫变换方法检测到运动直线,求得运动长度,结合流动时间可求出目标的运动速度,进而获取流体剪切力、流体粘度等数据。结合微流控芯片流动状况测量,阐述了该方法测量的精确性、可重复性及广泛应用性。     

蛋白质分离玻璃微流控芯片的制作方法

对湿法刻蚀和键合两个芯片制作关键步骤进行了研究和优化. 首先比较了两种刻蚀配方的效果,并对刻蚀时间和刻蚀过程中的振荡方向等条件进行了考察,对键合预处理方法做了进一步改进. 通过对常温键合和高温键合方法比较,证明高温键合才能保证芯片的使用寿命. 最后将所制得的芯片成功地应用于非变性蛋白质的二维芯片电泳分离. 实验结果表明,通过对芯片制作方法的改进,不仅获得了良好的蛋白分离效果,而且芯片制作方法更为简便、成本低、制作成功率提高.      

微流控芯片在生物化学分析中的应用

在介绍微流控芯片基本特征的基础上，阐述了微流控芯片的独特优势，并从5个方面探讨了微流控芯片在生物化学分析中的应用。     

紫外光固化在微流控芯片技术中的应用研究进展

报道了紫外光(UV)固化在微流控芯片技术中的应用,利用光刻技术可直接在聚合物材料上制作微通道,以减少微流控芯片的研究成本和制作周期。重点介绍了UV固化在微流控芯片发展过程中的光刻、曝光及表面改性等方面的应用及其特点,综述了近些年来UV固化在微流控芯片技术中的国内外研究现状,为微流控芯片的制备、发展及完善提供了一条可行的路径。最后在总结国内外研究现状的基础上展望了UV固化未来的发展趋势。     

微流控芯片上全自动单细胞电动操控技术

发明了一种基于尺寸差异的单细胞全自动操控微流控芯片装置,可全自动检测细胞的大小,并对目标细胞进行全自动的电动操控。本装置主要由微流控芯片、差分放大器、继电器、数据采集卡以及计算机等组成。当细胞通过微流控芯片的电阻脉冲检测(RPS)的检测区时,会产生一个一定幅值的脉冲信号,计算机会根据设定的信号幅值自动识别出目标细胞,并控制继电器的通断电,继电器通电后,继电器所在通道内会产生电渗流,从而将目标细胞输运至该收集通道。系统具有全自动操控和分选精度高等突出优点,非常适合于操控样品中少量的目标细胞,如循环肿瘤细胞等。     

微流控芯片通道壁面润湿性对微滴生成的影响

液滴微流控中芯片微通道的壁面润湿性是决定微滴生成的重要因素之一。为研究环烯烃共聚物芯片微通道表面润湿性对通道内微滴生成以及流体流动行为的影响,利用流体体积(volume of fluid, VOF)模型对聚焦流微通道中水和氟油两相流动行为进行数值模拟,并制备了接触角为30°、90°、120°梯度下的芯片微通道壁面开展实验研究,模拟与实验吻合良好。结果表明:在固定物性和结构参数下,壁面润湿性越弱,油包水微滴越容易形成,壁面的减阻特性随之增强,并且壁面的减阻特性导致90°比120°时微滴的生成频率低29.3%,直径增大8.3%;随着润湿性的增强,水相相对于氟油相的界面由凸变凹,30°时芯片生成微滴由油包水变成水包油;随着连续相毛细数(Ca)的升高,壁面润湿性对微滴生成的影响减小。     

微流控芯片上润滑油中微金属颗粒快速分离

润滑油中金属磨粒在线检测是实现船舶机械设备润滑状态监测和故障预判的重要方法之一。为了检测润滑油中不同类型金属磨粒,设计并搭建了微流控芯片上基于离心力作用的金属颗粒分离系统。该系统以微流控芯片为平台,设计了圆弧形流道结构,利用ANSYS CFX软件对微颗粒运动进行仿真模拟。实验操纵金属颗粒在离心力作用下实现分离,并进入不同种类金属颗粒通道。仿真和实验研究结果表明,所设计的金属颗粒分离系统可实现润滑油液中直径为15μm的铜、铝颗粒的有效分离。     

微流控芯片在单细胞捕获中的应用

 单细胞捕获是单细胞水平研究的前提和重要组成部分。微流控芯片通常具有与细胞尺寸相当的微通道结构,并能操控纳升至皮升级的极小体积流体,非常适用于高通量的单细胞捕获,加上微流控芯片能够将其他多种操作单元集成在一起,为单细胞分析提供了一种效率高、消耗低的研究平台。概述并对比了多种涉及流体力学、光、电、磁、声等领域的微流控单细胞捕获技术的原理和应用,展望了其未来的研究方向。