液滴技术（一）液滴是近年来在微流控芯片上发展起来的一种全新的操纵微小体积液体的技术。液滴的形成类似于乳化现象，在传统的乳化过程中，两种不相溶的液体，如油与水，在容器中分成两层，若加入适当的表面活性剂并强烈搅拌，油被分散在水中，形成乳状液；在微流控芯片上产生液滴，是将两种互不相溶的液体，以其中的一种作为连续相，另一种作为分散相，分散相以微小体积（10-15 L-10-9 L）单元的形式分散于连...

微分离技术（三）7.3.1.5 芯片等电聚焦电泳对于类似蛋白质这样的两性电解质分子而言，其荷电的状况视介质的pH而异。在某一个pH时，蛋白质分子的表观电荷数为零，通常将使某一个蛋白质表观电荷数为0的pH称为这一蛋白质的等电点（pI），不同的蛋白质等电点不同。如果两性电解质分子处于pH与pI一致的介质中而介质又不受电渗的推动，则该组分的定向迁移就会停止。如果介质中的pH是位置的函数，那么有可能...

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...

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...

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...

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...

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...

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...

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...

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...