微流控芯片

本工作提出了一种用于数字PCR应用的双层微流控芯片。该芯片由上下玻璃基板之间的两个反向放置的微图案聚二甲基硅氧烷( PDMS )层组成。每个微图形化PDMS层包含2万多个圆柱形微腔，用来容纳分区液滴。双层设计可以在不改变芯片平面面积的情况下，使腔室数和试剂容量成倍增加。此外，将炭黑混入纯PDMS凝胶中，阻碍荧光从芯片两层之间的正腔中传递。因此，可以在不相互干扰的情况下，采集PCR后芯片不同层微腔的荧光信号。通过测定DNA模板的10倍系列稀释度来评价所提芯片的定量能力。该芯片显示了核酸绝对定量的高精度，动态范围为105 ~ 105。双层微流控芯片由于其平面面积小、容量大、灵敏度高等特点，有望进一步推动数字PCR的广泛应用。

片上肺装置可为体外构建仿生肺细胞微环境和构建肺部疾病模型提供新策略，有望极大地推动药物评价、毒理学检测和疾病模型构建的发展。本研究开发了一种新型的聚(乳酸-羟基乙酸) ( PLGA )纳米纤维/聚二甲基硅氧烷( PDMS )微孔复合膜-夹心肺-片上进行抗肿瘤药物检测。对复合膜进行了表征，结果表明其对分子具有渗透性，可用于小分子药物扩散的研究。此外，该微芯片可应用灌注液模拟极低流体剪切应力下的血流，还可通过复合膜的变形模拟肺泡的球状形态。利用该芯片评价吉非替尼对两种非小细胞肺癌细胞，肺腺癌NCI - H1650细胞株和大细胞肺癌NCI - H460细胞株的抗肿瘤药物疗效。我们进一步探讨了NCI-H460细胞在常氧和缺氧条件下对吉非替尼的耐药性。所建立的复合膜夹心肺芯片能够模拟肺生理病理微环境中更多的生化和生物物理因素，在肺肿瘤的个性化治疗中具有重要的应用。有望在临床诊断和药物筛选方面发挥潜在作用。

片上肺装置可为体外构建仿生肺细胞微环境和构建肺部疾病模型提供新策略，有望极大地推动药物评价、毒理学检测和疾病模型构建的发展。本研究开发了一种新型的聚(乳酸-羟基乙酸) ( PLGA )纳米纤维/聚二甲基硅氧烷( PDMS )微孔复合膜-夹心肺-片上进行抗肿瘤药物检测。对复合膜进行了表征，结果表明其对分子具有渗透性，可用于小分子药物扩散的研究。此外，该微芯片可应用灌注液模拟极低流体剪切应力下的血流，还可通过复合膜的变形模拟肺泡的球状形态。利用该芯片评价吉非替尼对两种非小细胞肺癌细胞，肺腺癌NCI - H1650细胞株和大细胞肺癌NCI - H460细胞株的抗肿瘤药物疗效。我们进一步探讨了NCI-H460细胞在常氧和缺氧条件下对吉非替尼的耐药性。所建立的复合膜夹心肺芯片能够模拟肺生理病理微环境中更多的生化和生物物理因素，在肺肿瘤的个性化治疗中具有重要的应用。有望在临床诊断和药物筛选方面发挥潜在作用。

以心肌肌钙蛋白I ( cardiac troponin I，Troponin I )为例，提出了一种电化学阻抗谱( EIS )微流控芯片作为生物传感器用于蛋白质的无标记检测。这里介绍的微流控阻抗生物传感器芯片由作为基板的显微镜载玻片、溅射电极和聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道组成。除了分析物特异性结合相应抗体和减少非特异性蛋白吸附以防止假阳性信号外，还考虑了可能的电荷通过传感层传递，制定了电极功能化协议。金电极上自组装单层( SAMs )所测试的试剂包括巯基化碳氢化合物和巯基化寡核苷酸，其中基于后者的SAMs表现出更好的性能。用碳二亚胺化学将相应抗体共价偶联在SAM上。取样和测量只用了几分钟。人血清白蛋白( HSA )样品1000ng / mL的应用导致阻抗变化微乎其微，而肌钙蛋白I样品1ng / mL的应用导致奈奎斯特图发生明显变化。该结果有望应用新开发的微流控阻抗生物传感器芯片特异性检测临床相关浓度的生物标志物，如心脏标志物。

以心肌肌钙蛋白I ( cardiac troponin I，Troponin I )为例，提出了一种电化学阻抗谱( EIS )微流控芯片作为生物传感器用于蛋白质的无标记检测。这里介绍的微流控阻抗生物传感器芯片由作为基板的显微镜载玻片、溅射电极和聚二甲基硅氧烷( PDMS )微通道组成。除了分析物特异性结合相应抗体和减少非特异性蛋白吸附以防止假阳性信号外，还考虑了可能的电荷通过传感层传递，制定了电极功能化协议。金电极上自组装单层( SAMs )所测试的试剂包括巯基化碳氢化合物和巯基化寡核苷酸，其中基于后者的SAMs表现出更好的性能。用碳二亚胺化学将相应抗体共价偶联在SAM上。取样和测量只用了几分钟。人血清白蛋白( HSA )样品1000ng / mL的应用导致阻抗变化微乎其微，而肌钙蛋白I样品1ng / mL的应用导致奈奎斯特图发生明显变化。该结果有望应用新开发的微流控阻抗生物传感器芯片特异性检测临床相关浓度的生物标志物，如心脏标志物。

本研究提出了一种基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )的带有缓冲腔的自吸式微流控芯片，用于稳健、易操作的数字聚合酶链式反应( dPCR )该芯片只有一个入口，通过多级垂直分支微通道设计的去气PDMS层PDMS层提供，通过负压实现样品的自主分区。同时，缓冲腔使得芯片能够非常稳健地用于样本划分。最后，本文提出的微流控芯片通过对一个10倍系列稀释的DNA模板进行定量检测，在对一个目的基因的绝对定量方面表现出优异的性能。由于所提出的dPCR芯片具有操作简单、成本低、鲁棒性高等特点，有望进一步推动数字PCR的广泛应用，特别是在资源有限的环境中。

本研究提出了一种基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )的带有缓冲腔的自吸式微流控芯片，用于稳健、易操作的数字聚合酶链式反应( dPCR )该芯片只有一个入口，通过多级垂直分支微通道设计的去气PDMS层PDMS层提供，通过负压实现样品的自主分区。同时，缓冲腔使得芯片能够非常稳健地用于样本划分。最后，本文提出的微流控芯片通过对一个10倍系列稀释的DNA模板进行定量检测，在对一个目的基因的绝对定量方面表现出优异的性能。由于所提出的dPCR芯片具有操作简单、成本低、鲁棒性高等特点，有望进一步推动数字PCR的广泛应用，特别是在资源有限的环境中。