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微流控芯片实验室的要素及功能

微流控芯片实验室又称为芯片实验室或微流控芯片,是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上,由微通道形成网络,以可控流体贯穿整个系统,用以取代常规生物或化学实验室的各种功能的一种技术。而在当今的学术刊物中,微全分析系统和微流控芯片指的是同一概念。

微流控芯片实验室

1995年,世界上首家从事芯片实验室技术的公司成立;直到2002年“微流控大规模集成芯片”为主体的文章的发表,显示芯片由简单的电泳分离到大规模多功能集成实验室的飞跃。至此,微流控芯片实验室技术已被公认为是21世纪最为重要的前沿技术之一。

微流控芯片实验室要素

每一个芯片实验室都将被赋予一定的功能,因此形成功能芯片系统。这种功能,除了少数是通用性之外,大都带有专一性。按照目前的理解,功能化芯片系统大体包含三个部分:一是芯片;二是信号的检测收集装置;三是包含有实现芯片功能化方法和材料的试剂盒。

芯片本身涉及到两个方面,一是尺寸;二是材料。现在典型的芯片约为几个平方厘米,一般的通常尺寸50μm宽,10μm深,长度约为5cm,总体积较一般电泳毛细管小一个数量级左右。可用于芯片的材料很多,最常见的是玻璃、石英和各种塑料。

由于芯片实验室产生的信号需要被检测,目前最常用的检测手段是激光诱导荧光,此外还有电化学、质谱、紫外、化学发光和传感器等。

功能化试剂盒是各种专一性芯片实验室的特征性组成部分,可将它寓于各种应用之中。

微流控芯片实验室的功能

微流控芯片实验室自开始之初就在DNA领域显示其极强的功能,涉及到遗传学诊断、法医学基因分型和测序等方面。微流控芯片实验室的另一个重要应用领域是蛋白质,除了蛋白质外,对更为复杂的糖蛋白的芯片测定也已开始,用电泳技术结合蛋白酶和糖苷酶对蛋白质的处理。除了开展核酸、蛋白质的分析外,芯片实验室已被广泛用于其他化合物的研究,特别是小分子药物。

微流控实验室



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