微分离技术（二）7.3.1.2 介质筛分芯片电泳筛分电泳是利用生物大分子和筛分介质（高分子溶胶或凝胶）之间的动态交缠作用，把被分离物质按照分子量大小分开的一种技术，它是传统的平板电泳和毛细管电泳中研究最多，应用最广的一种电泳分离模式。早在1990年代，作者实验室即在毛细管筛分电泳领域开展了一系列工作，在开展微流控芯片研究后，这一方面的积累被迅速移植到芯片筛分电泳中，并很快地被应用到临床实际样...

招贤纳士Part 1霆科生物简介杭州霆科生物科技有限公司（TinkerBio）是一家专注于微流控芯片产业化的国家级高新技术企业，是国内知名的微流控芯片CDMO（合约研发与制造）服务商和先行者。霆科生物以微流控芯片技术为核心，围绕食品安全、环境水质检测、医疗体外诊断等领域，坚持“让微流控变得更简单”的发展使命和“微流控技术为用户赋能，实现合作共赢”的经营理念，致力于为用户提供最专业、最全面的微...

微分离技术（一）早期的微流控芯片，在某种意义上来说就是一种微分离器件，电泳则是芯片微分离中采用最普遍的一种形式。实际上微流控芯片实验室研究工作就是从芯片电泳开始的，它的最早一轮应用，也是在芯片电泳上展开的。以电泳分离为主体的分离技术已经成为微流控芯片实验室中发展最快，成熟度最高的一类技术单元，在整个芯片平台技术的研究中占有特殊的地位。7.1 概述与传统的单一分离模式相比，微流控芯片电泳分离技...

口服给药是最方便、最常用的给药方式，但要克服复杂的胃肠道屏障，实现大分子药物的高效吸收仍然是一个挑战。据麦姆斯咨询报道，近期，南京大学鼓楼医院研究团队在口服大分子药物递送研究中取得了重要进展，开发了一种新型的磁控可分离载药微针机器人，研究成果发表在《Advanced Materials》期刊，标题为“Magneto-responsive microneedle robots for inte...

微混合和微反应技术（四）6.10 免疫反应由抗原、抗体或半抗原参加的反应称为免疫反应。现阶段最常用的免疫反应检测方法是96孔板法。96孔板免疫检测的基本过程如图6-55所示。图6-55 96孔板免疫检测的基本过程示意图在微流控芯片上开展免疫反应具有如下的优势：(1) 反应体积可达到纳升至皮升级，适用于血液、尿液及其他复杂样品中痕量物质的分析；(2) 反应动力学过程快，反应时间短；(3) 实验...

美国麻省理工学院（MIT）工程师使用专门的碳纳米管设计了一种新型传感器，可在没有任何抗体的情况下检测新冠病毒，并在几分钟内给出结果。新传感器基于可快速准确诊断的技术，不仅适用于新冠疫情，还适用于未来的流行病。麻省理工学院化学工程教授、研究资深作者迈克尔·斯特拉诺说：“快速测试意味着可以在未来的大疫情中更早地开放旅行。可以对下飞机的人进行筛查，并确定他们是否应该隔离，也可对进入工作场所的人员进...

微混合和微反应技术（三）6.8 微型生物反应器近年来，随着对微流控系统研究的深入，微流控芯片作为生物反应器的研究也越来越多。主要的应用对象有聚合酶链反应（PCR）、免疫反应、各类酶反应及DNA杂交反应等，本章将着重对PCR反应和免疫反应进行详细介绍。6.9 聚合酶链反应（PCR）聚合酶链反应（PCR）是一种在体外模拟自然DNA复制过程的核酸扩增技术，1985年由美国Mullis等人发明。它是...

据New Atlas报道，尽管一种被称为电穿孔（Electroporation）的技术在传递基于DNA的疫苗方面非常有效，但所需的设备往往是笨重、复杂和昂贵的。然而现在，科学家们已经证明，一个改装的烧烤打火机与微针相结合就能完成这项工作。简而言之，电穿孔涉及向病人身体上的疫苗注射部位提供电流，使该区域的细胞壁暂时不稳定并变得更具渗透性。这使得更多的DNA分子能够进入细胞，而不是仅仅通过皮下注...

微混合和微反应技术（二）6.5 微反应和微反应器微反应技术是一种将微结构内在的优势应用到反应过程的技术，体现这种技术的设备或器件被称为微反应器。微反应器是一种单元反应界面尺度为微米量级的微型反应系统。它的基本特征是：线性尺寸小、物理量梯度高、表面积／体积比大、流动为低雷诺数层流。微反应的这些特征使之有可能通过并行单元来实现柔性生产、规模放大、快速和高通量筛选等。6.6 微反应器分类 微反应器...

不用“捅喉咙”“戳鼻孔”，也不用等待24小时，只需在小袋子里呼气30秒，就可以在5~10分钟内得到新冠检测结果——凭借中国科学家的努力，这样的技术已经不是梦想。近日在线发表于国际学术刊物《呼吸研究杂志》的一篇论文表明，北京大学环境学院要茂盛教授团队与北京市朝阳区疾病预防与控制中心等团队合作，集成呼出气采样、气相色谱-离子迁移谱检测和机器学习模型，研发出了新冠感染的无创呼出气挥发性有机物组合指...

塑料污染是当今世界面临的最重要环境问题之一，塑料污染不仅会破坏生物多样性、加剧气候变化，更危及人类和地球的健康。意在从源头“塑控”减少塑料废弃累积的“禁塑令”也开始在全国全面落地，但对于已暴露在环境中的塑料仍急需高效环保处理方案。微生物降解塑料是最理想最环保的方法，也是近年来的研究重点。目前已发现众多环境和宏基因组分析来源的塑料解聚微生物和酶，后续也利用理性和半理性设计改造以满足在活性和热稳...

微混合和微反应技术（一）反应是化学和生物实验室中十分重要的单元操作，混合通常被认为是反应物在反应前接触的必经过程。虽然整体而言，微米尺寸远大于分子平均自由程，连续性方程等物理定律仍然有效，但相对于宏观尺度，作为微流控芯片重要组成部分的微混合器和微反应器，及相应的微技术仍有某种特殊性，特别是由此形成的快速、高效、易于控制和易于集成的特点，足以引起更多的关注。在本章的相关部分中，将分别就微流控芯...

汇聚清华智慧，助力乡村振兴！为积极响应国家全面推进乡村振兴战略，10 月 16 日，铜仁“油里乾坤”研讨暨招商洽谈会在贵州省铜仁市召开。霆科生物创始人叶嘉明博士应邀参加会议，为铜仁产业发展提供科技支撑和智力支持。叶博士在微流控领域有20年的研发和产业化经验，活动中，他为大家带来《基于微流控芯片技术的生态健康大数据平台》赋能铜仁主旨演讲。叶博士在演讲过程中深入浅出，从微流控芯片技术的角度出发，...

进样和样品预处理技术（三）5.5 过滤过滤（filtration）是一种用于除去液态样品中颗粒状干扰物的预处理手段。若以导管模式将液态样品引入芯片中，仅需在样品源和芯片间加入一个滤头即可对样品实施过滤预处理操作。若以储液池模式将液态样品引入芯片中，则需在芯片上集成过滤装置。在储液池内加工出微柱阵列就可以实现这种集成化的过滤装置[29]，如图5-21所示。图5-21 芯片过滤展示(a) 集成在...

在不久前公布的2022年度科学突破奖获奖名单中，开发二代DNA测序技术（NGS）的3位科学家荣获“生命科学突破奖”。归功于高效率的二代DNA测序技术，科学家们得以在第一时间测定新冠病毒基因序列，为人类对抗新冠病毒赢得了时间。自1977年第一代DNA测序技术（Sanger法）问世以来，基因测序技术经历了第二代高通量测序技术和第三代单分子测序技术的变革，正在冲刺第四代纳米孔测序技术。目前，凭借高...

进样和样品预处理技术（二）5.2 气/固态样品进样芯片实验室因其集成各种单元技术的本质属性而被认为有望实现常规的生物或化学实验室的各种功能，原则上它应当能够处理常规实验室可处理的气固样品，虽然目前尚不是主流。此处将各举一例，分别对气体和固体样品的进样予以简略说明。气体是无固定体积的流体，不能存储在芯片储液池内，只能由外部导管引入芯片。气体进样要求导管与芯片间接口的气密性好。对于气体辅助的芯片...

进样和样品预处理技术（一）按照芯片实验室工作的一般流程，进样和样品预处理是首当其冲的两个环节，它们将原始样品送入系统转换为适于运行的形式，并保证最终样品处理结果的质量和可靠性。从芯片实验室概念提出至今，已经累积了一整套进样和样品预处理技术，它们是芯片实验室发展的重要基础。进样利用芯片平台处理样品，首先需要将样品引入芯片的样品处理通道或通道网络，该步骤通常称为进样（sample loading...

近日，美国斯坦福大学和北卡罗莱纳大学教堂山分校的研究人员创造了一种3D打印疫苗贴片。该贴片可直接贴在皮肤上，无需注射就能完成疫苗接种。动物试验表明，疫苗贴片产生了显著的T细胞和抗原特异性抗体反应，产生的免疫反应是用针注射到手臂肌肉中的疫苗的10倍。相关研究论文发表于最新一期的《美国国家科学院院刊》，其突破在于排列在一块聚合物贴片上的3D打印的微针。该论文主要作者、斯坦福大学医学教授约瑟夫·德...

微流体驱动与控制技术（二）4.3 非机械驱动4.3.1 电渗驱动非机械驱动指的是系统本身没有活动机械部件的一种驱动方式，电渗驱动是非机械驱动的重要形式之一，也是当前微流控芯片中应用最为广泛的一种流体驱动方式。与压力驱动相比，电渗驱动的优势包括系统构架简单、操作方便、流型扁平、无脉动等。但电渗驱动易受外加电场强度、通道表面、微流体性质及传热效率等因素的影响，稳定性相对较差，而且这种驱动方式仅适...