导读:本文包含了微流体芯片论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:流体,芯片,液压油,细胞,病原菌,光刻,数字。
微流体芯片论文文献综述
张春红[1]（2019）在《人体微量营养素缺乏风险关联SNP高通量微流体芯片方法研究与初步应用》一文中研究指出背景:继限制性酶切片断长度多态性和短串联重复序列之后,单核苷酸多态性位点(single-nucleotide polymorphism,SNP)以遗传标记密度高、稳定性高、分型检测易于实现自动化的特点成为第3代多态性标记,在遗传诊断,遗传风险评估、连锁不平衡图谱和遗传关联分析等人类基因组学研究领域显示了强大的应用前景。人体存在营养素需要量个体化遗传特征,通过研究导致功能和表型改变的编码区和调控区的个体化SNP信息,可以基于SNP分析对个体化营养素缺乏风险进行评估和干预,通过基于正常人群和缺乏人群的流行病学观察及人群SNP基因分型检测,可以建立人群SNP基因型频率分布特征,获得与营养素缺乏风险高度关联的SNP位点公共数据库,从而实现基于个体差异或人群差异特征的精准营养干预。为此,探索快速、准确、高通量的SNP基因分型技术以及基于SNP检测对人体营养缺乏风险进行评估的研究必要而迫切。目的:一、研究建立人体微量营养素缺乏风险关联SNP高通量微流体芯片方法通过文献荟萃分析筛选提取营养相关联的SNPs,优化血液和唾液样本DNA自动化提取程序,建立适宜的引物设计方法,采用微流体芯片技术,建立微流体芯片营养SNP的检验方法,实现对营养不良风险的评估。二、微流体芯片方法的初步应用采用人群对微流体芯片方法进行测试,初步分析基因型数据的地域分布特征,并与生化数据进行关联分析,研究营养SNPs的检验方法在微量营养素缺乏风险评估中应用的可行性。方法:采用自动化提取工作站建立血液和唾液样本的DNA提取流程,采用竞争性等位基因PCR原理设计引物,纳入了 52个与维生素A,D,E,B_(6),B2,叶酸,钙,铁,锌和硒微量营养素缺乏易感性关联较大的SNP位点,SNP检索和纳入原则是在中国生物医学文献数据库、中国期刊全文数据库、万方数据库、重庆维普中文科技期刊全文数据库,PubMed数据库和Web of Science中检索从建库至2017年6月25日发表的相关文献,检索主题词分别为“single nucleotide polymorphism or SNP”and“vitamin A,D,E,B_(6),B_(12),FA,Ca,Iron,Zn,Se”和“单核苷酸多态性”和“维生素A,D,E,B_(6),B_(12),叶酸,钙,铁,锌和硒”。同时手工检索文献,并辅以文献追踪法收集更多相关文献。建立创新性SNP微流体芯片检测方法,并对如下指标进行评估:(1)防交叉污染能力的测试:奇数反应孔中预点引物混合液,偶数反应孔中不点制无引物混合液。另外,采用凝胶电泳试验对芯片对应反应孔中的溶液进行检测。试验重复操作六次。(2)引物特异性分型能力和准确性评估:先将52个SNP位点对应的引物混合液分别预点于不同的反应孔中,待引物混合液干燥后再将156个不同的DNA样本预点于不同的反应孔中,室温静止30 min使得芯片干燥,DNA样本的浓度为10 ng/μl,随后将PCR预混液注入到进样通道中。所有的芯片分型检测结果均与对应的二代测序(NGS)分型结果进行比较。试验重复操作六次。(3)适宜DNA反应浓度检测:先将52个SNP位点对应的引物混合液分别预点于不同的反应孔中,再将52个不同的DNA样本中每个样本都按照1 ng/pl,5ng/μl,10ng/μl和15ng/μl进行四个浓度梯度稀释。试验重复操作六次。(4)重现性检测:先将52个SNP位点对应的引物混合液分别预点于不同的反应孔中,重现性试验采用一个DNA样本进行检测。试验重复操作六次。(5)临床血液样本多种营养素缺乏风险筛查评估应用:采用所建立的成熟的芯片分型检测方法,随机选取六个临床样本进行评估应用。先将52个SNP位点对应的引物混合液分别预点于不同的反应孔中,随后按照芯片检测流程进行检测,并对检测结果进行分析。(6)血液中提取的DNA与唾液中提取的DNA在芯片上分型结果的比较:分别获得叁个人的血液DNA样本,来自于同样的叁个人的唾液DNA样本。先将52个SNP位点对应的引物混合液分别预点于不同的反应孔中,随后按照芯片检测流程进行检测,并对检测结果进行分析。(7)运用二代测序方法对芯片分型结果进行验证,设计二代测序所需引物序列,目的扩增片段长度约300～450 bp,包含该SNP位点。目的片段的扩增,序列测定工作均由生工生物工程(上海)股份有限公司完成。运用建立的高通量微流体芯片基因分型检测方法,对1130份血细胞样本进行了基因分型检测,对每份样本检测与人体微量营养素维生素A,D,E,B_(6),B_(12),叶酸,钙,铁,锌和硒等微量营养素缺乏风险高度关联的143个SNP遗传标记物。该143个SNP位点的纳入原则同上所述。铁营养素相关生化指标与SNP位点易感性分析中,CRP>10 mg/l的人被排除在这项研究之外。体内铁储量采用如下公式进行计算:体内铁储量(Body iron,BI,mg/kg)=-[log(sTfR*1000/SF)-2.8229]/0.1207。由于数据缺失量小于5%,对连续变量中的缺失数据采用现有数据把原始数据中的缺失数值模拟出来。采用Q-Q图和Shapiro检验数据是否符合正态分布,若不符合正态分布,则采用扭曲线性混合模型(Warped linear mixed model,Warped-LMM)对生化指标数据进行变换。扭曲线性混合模型是在标准混合线性模型的基础上建立起来的一种分析方法,允许在进行遗传分析的同时适应表型变换,应用在生化指标变量中,以改善其与正态分布的配合度,因为SF和sTfR浓度呈正偏态分布。采用R软件包进行PCA、Kinship和SNP位点之间连锁不平衡分析,分析候选SNP位点的特征。如有种群结构的存在,采用FaST-LMM模型(Factored spectrally transformed linear mixed models)进行关联分析,首先采用连续变量探索基因多态性位点与各种营养素之间的关联性,随后再采用分类变量对所有的表型数据和基因型数据进行关联分析。SF的分组标准:参照《WST 465-2015人群铁缺乏筛查办法》将铁缺乏的标准设定为SF<25 ng/ml,当CRP≤5 mg/1时,当SF<25 μg/1时判定为铁缺乏组,当SF≥25 μg/1时判定为正常人群;当CRP>5 mg/1时,当SF<32μg/1时判定为铁缺乏组;当SF≥25μg/1时判定为正常人群。sTfR的分组标准:sTfR<4.4 mg/1时为铁缺乏组,sTfR≥4.4mg/1时判定为正常人群。参照《WS/T600—2018人群叶酸缺乏筛查方法》将叶酸(FA)的缺乏标准设定为FA<4 ng/ml时为叶酸缺乏组,FA≥4 ng/ml时判定为正常人群。同型半胱氨酸(HCY)和维生素B_(12)的缺乏标准参照检测试剂盒上提供的数据:HCY≥10μM时为病例组,HCY<10μM时判定为正常人群。B_(12)的分组标准:B_(12)<425 pg/ml时为B_(12)缺乏组,B_(12)>425 pg/ml时判定为正常人群。采用卡方检验分析不同基因型以及等位基因在民族之间的分布差异,采用方差分析分析不同基因以及等位基因携带人群的各种生化指标的分布情况。根据P值0.05的阈值确定是否有统计学意义。结果:一、建立了 SNP高通量微流体芯片方法和人体微量营养素缺乏风险检测方法,包括3个主要流程:建立了自动化DNA提取流程,通过对带有凝胶的血细胞、EDTA抗凝全血、离心去血清后的血细胞、新鲜唾液、唾液保存液保存的唾液样本和口腔拭子采集的口腔黏膜细胞等各种样本的提取效果比较,结果显示96份新鲜唾液获取的DNA浓度为150.02±50.97 ng/μl,OD260/280为1.80±0.15,OD260/280为1.50±0.21。从新鲜唾液中获取DNA含量理想,DNA降解程度低,提取方法简单,应作为唾液标本采集的首选,是开展营养基因组学人群研究的有效方法。分析并应用了竞争性等位基因特异PCR扩增设计方法。建立了人体微量营养素缺乏风险关联SNP微流体芯片检测标准化流程,对方法的评估结果显示应用物理性阻断技术实现了相邻反应孔间的零交叉污染。本研究将5 ng/μl和15 ng/μl分别作为血液和唾液来源的样本的适宜DNA反应浓度检测下限值。芯片平台上相同样本精密度为0.67%～26.06%,相同位点的重复结果上没有太大的差异。该研究在重现性方面显现出良好的实验结果,无论在芯片内还是在芯片间,重现性均良好。六个临床样本多种营养素缺乏风险筛查彩色图谱直观显示出多种营养素缺乏风险,以及单一营养素缺乏风险程度,同时也表明个体在营养素缺乏风险程度上各有其独特性。通过分析叁个个体血液和唾液两种来源的DNA样本在微流体芯片上的52个SNP位点分型结果,并且与二代测序结果进行比较,结果显示叁个个体血液和唾液两种来源的DNA样本在芯片上的52个位点分型结果完全一致,与二代测序的结果也完全一致。二、对143个MDR-SNPs位点地域分布特征及关联分析进行了初步探索主成分分析(PCA分析)结果显示了存在群体遗传结构。对主成分1和主成分2与种群间关系的方差分析结果为P<1.36e-14,表明143个SNP位点存在显着的民族差异。这与样本的最初个体信息吻合,也进一步印证了本研究中采用的基因分型技术的准确性良好。采用函数snpgdsPCACorr分析了主成分中前叁个成分与SNP位点之间的关系,结果表明:3号染色体上的基因多态性位点与其他染色体上的多态性位点均呈现显着的差异,主成分分析PC1中显示位于RAB_(6)B基因上的rs2280673解释效度在25%以下,位于TF基因上的rs1799852解释效度为25-500%,位于RBP2基因上的rs2118981位点和SRPRB基因上的rs1830084位点解释效度在50-75%之间,位于TF基因上的rs1358024,rs1525892,rs 1880669,rs381]647,rs3811658,rs6794945,rs7638018,rs8177248八个多态性位点的解释效度为75%以上。采用卡方检验分析不同基因型以及等位基因在民族之间的分布差异,采用方差分析分析不同基因以及等位基因携带人群的各种生化指标的分布情况,获得了大量具有统计学意义的位点。结论:本研究建立了人体微量营养素缺乏风险关联SNP微流体芯片检测方法,主要包括构建了适合于大规模流行病学研究的唾液基因组自动化DNA提取方法,建立了竞争性等位基因特异PCR扩增引物设计方法,建立了一种高通量微流体芯片基因分型检测方法,并采用1130人的小样本对方法进行了初步测试应用。(本文来源于《中国疾病预防控制中心》期刊2019-06-01）
王彦波,荆红波,李湛,何牧,李文[2]（2019）在《Taqman低密度微流体芯片技术在呼吸道传染病病原体快速检测中的应用分析》一文中研究指出目的使用Taqman低密度微流体芯片技术(TAC)建立顺义区多种呼吸道传染病病原体构成谱,为制定有效防控措施提供依据。方法利用Taqman低密度微流体芯片技术,对2017年收集的372份呼吸道感染病例标本进行42种呼吸道传染病病原体的检测。结果 372份呼吸道感染患者病例标本共检出16种病原体,检出阳性病原体125例,阳性率为33.6%(125/372)。在所检出的病原体构成谱中,肺炎支原体检出阳性率最高;其次为流感病毒及肺炎链球菌,肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌等其他病原体也有检出,并随着年龄和季节变化感染病原体有一定的流行规律。结论肺炎支原体、流感病毒、肺炎链球菌是顺义区呼吸道感染病的主要病原体,今后应继续加强病原学的监测,注重病原体在不同人群、季节感染分布以及防治工作。(本文来源于《中国卫生检验杂志》期刊2019年06期）
涂春龙[3]（2018）在《基于微流体芯片的细胞操控关键技术研究》一文中研究指出以细胞分离、筛选、捕获、定位培养等技术为代表的细胞操控技术在体外诊断、基础生物学等应用与研究领域具有广泛的需求和重要的价值。微流体技术对微小尺度上的流体及粒子、细胞等具有精确的操控能力,被广泛应用在多种细胞操控技术中。本论文以基于微流体芯片的细胞操控技术为研究对象,针对在生物医学应用和研究领域内有重要意义的细胞分离和定位培养等关键操控技术,分别开展了矩形直通道中的细胞惯性汇聚、混合注射方式的惯性微流体细胞分离技术、基于惯性汇聚的细胞定量分离与浓缩技术、结合捕获微井和蛋白质图案的细胞定位培养技术、以及用于人体循环肿瘤细胞检测的微流体芯片的研究,以期为生物医学研究和应用提供细胞操控方面的微流体工具与研究平台。本文的主要工作和创新点如下:(1)对细胞在低深宽比矩形直通道中的惯性汇聚原理和规律进行了研究,探究了粒子直径、流速对汇聚质量的影响,实现了粒子和Hep G2细胞在通道中的汇聚。在此基础上,针对利用低深宽比矩形通道从高浓度、多种类混合细胞样品中实现目标细胞分离的困难,以血液中循环肿瘤细胞的分离为目标,实现了一种采用混合注射方式的微流体细胞分离方法。该方法在利用惯性汇聚的同时,也利用了剪切致扩散效应及血液中的弹性力,实现了目标细胞在低深宽比矩形直通道中的汇聚以及与高浓度血细胞的分离。利用该方法,通过对血液稀释倍数、混合注射流速等因素的探索和优化,实现了从全血或低倍稀释血液中对目标粒子或细胞的分离。芯片从全血中分离直径18.7 μm粒子的效率达到了 82.5 ±10%,处理通量达到约5.6 ×108个/分钟;从2倍稀释的血液中分离粒子的效率达到94.1 ± 1.8%;从2倍稀释的血液中分离Hep G2细胞的效率达到了 90.8%±2.4%,处理通量达到约2.8×108个/分钟。该方法具备直接从全血或低倍稀释血液中分离目标细胞的能力,同时具有较高的处理通量,在诸如人体血液中循环肿瘤细胞的分离等应用中有一定的实用价值。(2)针对广泛存的细胞定量浓缩需求,在惯性汇聚技术的基础上,通过定量调节出口通道的流阻比,实现了一种可对悬浮液中的细胞进行定量分离与浓缩的微流体芯片。利用荧光粒子,探究了出口系统流阻对粒子在通道中的运动轨迹及汇聚质量的影响,并通过对出口通道的流阻比的调节,实现了对悬浮液中粒子或细胞浓度的定量调节。该芯片能够对较广浓度范围内(10万个/毫升～180万个/毫升)的细胞悬浮液实现稳定的定量浓缩,对细胞的活性检测和后续培养结果表明细胞在浓缩过程中未受到可见的损伤。与传统的基于离心机的细胞浓缩方法相比,该方法在悬浮液质量、细胞丢失率、细胞损伤、处理时间、一致性、人员操作要求等方面均体现出一定的优势,为生物学和医学研究中广泛存在的细胞定量浓缩需求提供了一种高效便捷的微流体技术。(3)结合细胞捕获微井和微接触转印技术,实现了一种单细胞水平上的、无需对细胞施加物理和化学束缚的图案化定位培养芯片。通过对微接触转印技术的工艺流程的优化,成功在封闭的微流体通道中集成了空间上相互对准的细胞捕获微井和蛋白质图案。利用捕获微井对细胞进行捕获,并在重力作用下将细胞释放到蛋白质图案上,实现了单细胞水平上的细胞捕获和图案化培养。分别使用HeLa细胞和SGC-996细胞在芯片内实现了长达6天的图案化定位培养,并对两种细胞在芯片内的贴壁、生长、迁移、增殖等过程进行了观察与研究。该微流体芯片摒弃了传统定位培养方法中存在的物理空间及化学成分上对细胞的束缚,提供了一种更为接近真实生长条件的、单细胞水平上的图案化细胞定位培养手段,在细胞迁移、神经网络培养、药物筛选、单细胞分析、细胞间作用等研究与应用领域具有一定的应用前景。(4)实现了一种集成了细胞分离、捕获、培养和免疫染色表征技术的人体循环肿瘤细胞检测芯片。利用HeLa细胞优化了芯片在细胞捕获、培养及免疫荧光染色方面的过程。在此基础上,对肝癌患者外周血液中的循环肿瘤细胞实施了分离和捕获,并通过对CK、CD45两种特异性蛋白的免疫荧光染色表征,完成了循环肿瘤细胞的检测。该芯片无需对血液样本进行复杂的预处理、且具备较高的分离效果和处理通量,有望为人体循环肿瘤细胞检测提供一种高效、多功能的应用及研究平台。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-03-25）
周书华[4]（2018）在《微流体芯片探测艾滋病毒和金黄葡萄球菌》一文中研究指出目前探测核酸的标准方法是基于所谓的聚合酶链式反应(PCR)。这是一种昂贵的技术,需要多步骤的样品制备过程以及离心机等耗电的实验室设备。不适用于低资源处所、小诊所及家用。美国生物物理学家和生物工程师Lee等研制了一种称作SIMPLE的芯片,可以快速地检测血液样品中的核酸。该芯片使用"真空电池"驱动一个微流体系统,自动地将血浆从血液中分离出来,输送到224个(本文来源于《物理》期刊2018年01期）
滕怀波[5]（2017）在《基于阻抗微流体芯片的液压油污染物区分检测研究》一文中研究指出随着液压技术的不断发展与成熟,在船舶工程领域,液压系统被广泛应用。作为液压系统的关键工质,液压油的品质和清洁程度会对液压系统的安全稳定运行产生直接影响。为了保证液压系统时刻处于健康状态,对系统中油液的检测成为了必不可少的项目。对液压油中的污染物进行检测,在提高液压系统可靠性、延长系统部件使用寿命以及节省使用成本等方面都具有十分重要的意义。本文首先介绍了船舶液压系统的主要特点,指出了液压油中污染物的成因、来源及危害,并对目前国内外油液检测技术的研究现状以及每种检测方法具有的优势和存在的不足做了简要说明。然后分析了金属颗粒、水和空气的区分检测原理。最后设计制作了一种阻抗微流体油液检测芯片,并在该芯片上进行了液压油中多种污染物区分检测的实验研究。本文的研究内容主要分为以下几个部分:(1)运用COMSOLMultiphysics仿真软件对检测芯片的流道位置和线圈间距进行仿真计算。仿真结果表明:流道位于线圈内孔边缘且两个线圈间的距离越小时,检测参数变化量越大。(2)在仿真结果指导下,制作微流体油液检测芯片并搭建检测系统。研究芯片结构参数(线圈匝数和漆包线直径)和激励参数(激励频率和激励电压)对污染物检测信号的影响规律。实验结果表明:检测芯片的线圈匝数为20匝,漆包线直径为0.07mm时,对四种污染物的检测信噪比最高。检测铁颗粒时,激励参数设定为1MHz、2V时检测信噪比最高。检测铜颗粒时,激励参数设定为2MHz、2V时检测信噪比最高。检测水颗粒和气泡时,激励参数设定为0.3MHz、2V时检测信噪比最高。(3)利用优化后的芯片,对上述四种污染物分别进行检测,得到了各个污染物的粒径与检测参数变化量间的对应关系,并确定了该芯片对于每种污染物的检测下限。实验结果表明:采用电感模式时,该芯片能够检测到油液中38微米的铁颗粒和105微米的铜颗粒;采用电容模式时,该芯片能够检测到油液中100微米的水颗粒和180微米的气泡。(本文来源于《大连海事大学》期刊2017-12-01）
唐熠[6]（2017）在《无标记捕捉病毒粒子的碳纳米管微流体芯片研究》一文中研究指出本研究根据碳纳米管间距可调的特性,结合微流体芯片技术,研发了可特异性捕捉不同大小病毒粒子的诊断平台。研究表明:合成碳纳米管的铁催化剂镀层厚度与纳米管间距之间存在负相关性,通过精确控制铁镀层的厚度可使合成的碳纳米管问隙在30纳米-300纳米范围内自由调节;碳纳米管合成过程中的nitrogen doping处理可显着改善材料的生物兼容性,便于其在生物医药领域应用;整合碳纳米的微流体芯片可对不同大小的病毒粒子进行特异性捕捉,捕捉效率为80%-90%;碳纳米管微流体芯片对病毒具有高效的纯化富集作用且可(本文来源于《第五届全国人畜共患病学术研讨会论文摘要集》期刊2017-04-21）
黄聪[7]（2017）在《非平面微流体芯片的设计、制备及复乳液微液滴的生成研究》一文中研究指出微流体芯片是芯片实验室(Lab on a chip)技术的一个重要分支。经过数十年的发展,微流体芯片已经发展成一种具备集成化、高通量、低成本的综合研究平台。微流体芯片的应用领域,横跨物理、生物、医药分析、微机电系统(MEMS)等领域,具有广阔的应用前景。微流体芯片的设计与制备,一直以来是微流体技术跨领域应用的研究要点。由于微流体的尺度问题,导致诸如毛细效应、扩散效应等问题;同时由于MEMS加工技术的限制,对于微流道的设计和加工的研究也比较单一,目前对于微流体通道的设计和制作,都是基于流体的二维方向。研究微流体芯片的设计和制备工艺,提出创新、高效的微流体设计方案,对微流体技术在各个领域的应用都起到促进作用。本文对微流道的数种平面结构设计方案进行了对比研究,并在此基础上,采用叁维非平面结构设计的方法优化芯片结构,得到一种制作效率高、综合成本低、生产过程稳定的PDMS非平面芯片,并成功用于复乳液液滴的制备。同时,本文研究了微流体芯片的制作方法,针对非平面芯片制备时键合困难的问题,提出改良方案。针对常规微流体装置制作复杂的问题,本文设计了两种不依赖于超洁净环境和专门设备的微流体装置。本文介绍了此两种装置的制备方法,并通过实验验证了装置的可行性。最后,本文使用非平面芯片进行了复乳液液滴和微气泡的制备实验。实验证明了非平面芯片的实用性以及对复乳液液滴形态控制的可靠性。使用非平面芯片制备的复乳液微气泡,其尺寸变异系数小于1.5%,具有良好的形态学特性。通过生物体内超声造影实验,初步验证了复乳液微气泡用于超声造影诊断技术的可行性。(本文来源于《华东理工大学》期刊2017-04-05）
王欢[8]（2017）在《可视化LAMP法等温快速检测病原菌与恒温纸质微流体芯片构建的研究》一文中研究指出背景:病原菌的快速检测和准确鉴定在临床实验室检测,生物战,食品工业和环境监测中是非常重要的。传统的细菌鉴定微生物学方法包括选择性培养,生物化学和血清特性检测等。这些传统的方法几乎完全依赖于使用特定的琼脂培养基分离和挑选活的病原细菌。在实验室中最常用的鉴定方法是培养,进而基于微生物的表型和生长培养基进行细菌的鉴定。然而,这些用于细菌分析的培养实验需要几天或几周才能提供准确的结果。事实上,在过去的几十年里,许多快速的方法被开发来减少检测时间。到目前为止,快速的检测方法包括酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA),侧流免疫测定法和聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)等,其检测时间可以减少到10–24 h和4–6 h,灵敏度可以达到102-106 cfu/ml。然而,这些测试需要成本较高的仪器和熟练的专业操作人员,进而限制了其广泛应用,特别是在发展中国家和地区。在现场检测(Point-of-Care Test,POCT)及基层普及使用中它们不是最优的选择。因此发展使用一种快速、简单和高特异性的检测新技术对于病原微生物的检测诊断具有重要的临床意义。核酸的恒温扩增技术主要特点是核酸扩增从开始到结束都是在一个恒定的温度下进行。与普通PCR相比,它降低了温控设备的成本,只需要一个普通的恒温装置,同时也减少了反应的步骤和时间。因此在POCT诊断中,核酸恒温扩增比普通PCR更适合。在当前核酸的等温扩增方法中,环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)法是一种结果较稳定的方法,利用一种Bst DNA聚合酶和特异引物在温度不变(65℃左右)和较短时间(30-60min)的条件下即可对目的片段进行扩增,并且拥有较高的灵敏性和特异性。此外,它只需要一个恒温装置,从而使检测的费用明显减少。所以,本课题使用LAMP技术构建一种简单、快速的病原菌核酸检测法。早在1990年,Manz A和Widmer团队首次指出在一块以平方厘米为单位的小芯片上进行样品制备、生化反应、结果检测分析的微流体芯片技术。其拥有高效率、低损耗(包括检测用时、标本量、试剂量),分析微型化和高通量化等特点,并且通过结合传感或样品前处理模块,为以后的现场检测带来了方便。纸质材料,有着来源丰富、价格低廉、可循环、不易变性、易处理、易运送、易化学修饰、以及与生物具有较好的相容性等特点,和现代印刷技术相结合可以制备出集分离、分析和检测一体的微流体装置。然而目前市场上的纸质微流体芯片主要用来检测免疫蛋白而在核酸检测上使用较少。其可能的原因是由于核酸普通PCR扩增需要循环的变化温度,因而在纸芯片上操作存在一定难度,限制了它的使用。本课题旨在探索在纸质微流体芯片上进行LAMP等温扩增并对扩增产物进行检测,提高纸质微流体芯片在现场诊断中的使用价值。目的:本项目拟充分整合LAMP技术和纸质微流体芯片技术的特色与优势,设计和构建LAMP-纸质微流体芯片,基于LAMP法构建一种快速、简单的病原菌检测方法,便于现场或野外的早期诊断和早期治疗。方法:1.病原微生物及其耐药基因的可视化LAMP快速检测的构建。1)以铜绿假单胞菌为首的病原微生物收集,并对亚胺培南耐药性进行药敏实验。2)采用简易水煮法快速提取DNA。3)针对铜绿假单胞菌的Opr L和Opr D2基因设计LAMP引物。4)可视化LAMP反应体系的构建。5)可视化LAMP检测的特异性和灵敏性分析。6)临床标本的检测。7)统计学分析Opr D2阴性和阳性菌株与亚胺培南的耐药性之间的差异。2.用于等温扩增核酸的纸质微流体芯片的设计和制作。1)在生物活性纸片上对病原微生物进行LAMP扩增检测。2)用于等温扩增核酸的纸质微流体芯片的设计。3)选用whatman#1滤纸进行纸质微流体芯片手工简易制作。4)使用场发射扫描电镜对制作的纸质微流体芯片的微观结构观察。3.基于链霉亲和素-生物素化LAMP体系的构建和条件的优化。1)基于链霉亲和素-生物素化LAMP反应体系的构建:根据生物素和链霉亲和素的共价偶联作用,将生物素化的LAMP产物固定在由纳米金标记链霉亲和素的纸芯片表面。2)利用荧光定量PCR仪对其反应体系中最佳温度,时间,d NTPs浓度,Bst DNA大片段聚合酶浓度,Mg SO4浓度,Betaine浓度以及内外引物浓度进行选择和优化。3)利用荧光定量PCR仪对基于链霉亲和素-生物素化LAMP反应的灵敏性和特异性进行分析。4)临床分离株的检测。结果:1.成功的简化了提取病原微生物DNA的操作,缩短了实验时间。并且成功构建了一个快速、灵敏、简便的检测耐亚胺培南铜绿假单胞菌的Opr L和Opr D2基因的可视化LAMP法。其特异性好,灵敏度(17.41μg/L)比传统PCR高10倍。以传统方法(细菌培养,VITEK 2系统,琼脂稀释法)为金标准,对临床标本Opr L和Opr D2基因同时进行可视化LAMP法和常规PCR法检测。对Opr L基因,可视化LAMP法检测的灵敏性和特异性都为100%,普通PCR法分别为94.9%和87%。对Opr D2基因,可视化LAMP法检测的灵敏性和特异性分别为75%和737%,普通PCR法分别为70%和73.7%。统计学分析表明,Opr D2阳性和Opr D2阴性菌株对亚胺培南耐药菌株具有统计学差异。(P<0.05)。2.以铜绿假单胞菌为例,成功的在纸片上对其核酸DNA进行了LAMP扩增。3.成功的对核酸等温扩增的纸质微流体的设计和简易的制作。获得国家的实用新型专利(用于等温扩增核酸的纸质微流体,ZL 201420583698.X),国家的发明专利(一种利用纸质微流体进行核酸等温扩增的方法,201410528335.0)。4.成功的构建了基于链霉亲和素-生物素化LAMP反应体系,为下一步在微流体芯片上固定和信号放大检测垫定了扎实的实验基础。并对其LAMP反应体系条件进行了优化:得到最佳反应扩增的温度为65℃,反应扩增时间为40min,反应液中Mg SO4最佳浓度为6 m M,Bst DNA聚合酶浓度为0.32U/μl、d NTPs混合液的工作浓度为1.2m M,b-FIP/BIP内引物浓度最佳浓度为1.6μM,F3/B3外引物最佳浓度为0.4μM,Betaine的最佳浓度为0.6m M。以铜绿假单胞菌为例,基于链霉亲和素-生物化LAMP法使用荧光定量PCR仪检测分析,其特异性好,灵敏度(0.402μg/L)比可视化LAMP法高100倍,比普通PCR高1000倍。使用该方法检测铜绿假单胞菌的临床分离株,其检出率与可视化LAMP法相当(14/14,100%),而常规PCR法(13/14,93%)。结论:1.可视化LAMP法用于快速检测病原微生物及其耐药基因具有检测时间短、过程简单、灵敏度和特异性高、反应结果肉眼可辨等特点。本课题以铜绿假单胞菌Opr L和Opr D2基因为例,成功建立了可视化LAMP检测技术,使检测结果的识别更容易。统计学分析显示在亚胺培南耐药方面,Opr D2阴性菌株具有更高的风险。早期识别Opr L和Opr D2基因将有助于我们更好地对IRPA感染选择抗生素治疗方案,这将降低成本和时间。这种诊断方法更适合用于现场和基层医疗机构的使用。2.微流体芯片技术是指在一块以平方厘米为单位的小芯片上进行样品制备、生化反应、结果检测分析的技术。其拥有高效率、低损耗(包括检测用时、标本量、试剂量),分析微型化和实验高通量化等特点,并且通过结合传感或样品前处理模块,为以后的现场检测带来了方便。纸作为生物传感材料有许多优势,它的使用使生物传感器更加小巧,方便易于携带,检测成本低,是未来生物传感发展的趋势。在本研究中将LAMP技术与纸质微流体芯片技术进行整合,成功设计和制作了基于核酸等温扩增的纸质微流体芯片,便于下一步在野外或现场对感染性病原微生物的早期定性或定量检测。(本文来源于《第叁军医大学》期刊2017-04-01）
张雅雅[9]（2016）在《新型微流体芯片快速制备技术研究》一文中研究指出微流体技术发展非常迅速,已经在医学、化学和生命科学领域上带来了巨大的变革。微流体芯片是微流体技术实现的平台,是当前微全分析系统发展的重点。本论文选题的目的是研究出一套具有经济效益的、可在普通实验室开展基础研究的、快速、高效、易操作的新型微流体芯片加工技术。具体研究内容包括微结构的设计与加工、材料表面改性及键合封装和芯片实例验证。首先,通过对传统光刻法的投影式曝光原理进行分析研究,借助缩小投影曝光的原理,对普通商用投影仪进行改装,得到数字光刻投影系统(DLPS),对其曝光参数和曝光性能进行研究,该系统可在3小时内制备精度为40μm的稳定微通道结构,完成各种微流体芯片的制备。其次,通过对比目前主流的改性技术及其键合机制,提出了一种结合氧纯化的微波放电产生低温等离子体的实验方法,即使用家用微波炉和真空罩以及一些常规的生化实验室耗材,就可成功实现PDMS材料的改性及键合,其键合效果可满足普通芯片实验室和微流体芯片的封装要求。同时通过观察材料改性后表面接触角的变化情况,为芯片封装过程合理规划键合、对准等操作的时限要求,提供了参考。再者,通过对紫外臭氧改性机理的研究,本论文设计了一套基于紫外臭氧光照技术的PDMS材料表面改性装置,并利用叁因素叁水平正交试验设计方法,研究光照时间、光照距离和通氧时间参数对改性效果的影响,结合50℃恒温水浴环境,确定基于紫外臭氧光照技术,实现PDMS材料与基底(PDMS或玻璃)材料键合的最优条件参数。最后,为了验证上述微流体技术的有效性,本论文通过对微混合器系统中各种传统参数及流动状态的理论研究和分析,设计了一个被动组合式“巳形”微混合器芯片,有效减少了充分混合所需时间及通道长度。总之,本论文研究出了一种可在普通实验室快速开展的微细加工技术,从而制作出高效、低成本的微流体芯片,可作为传统经典微流体加工技术的有益补充,能为微流体芯片的应用提供经济型的科研实验平台,在一定程度上可以促进微流体技术的推广和快速发展。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2016-03-25）
闫鹏[10]（2015）在《面向光制造的微流体芯片设计与控制方法》一文中研究指出微流控技术伴随着微纳米领域的深入研究而飞速发展,是微纳米科技中最具前瞻性的领域之一。微流体芯片作为其中具有革命性的新技术载体,通过对物理、机械、化学、生物、医学和微加工等多学科领域的交叉,实现将生化研究和医药领域的试样从处理到检测的集成化、智能化、微型化与便携化,仅需微量样品就实现快速、高效、精确的操控和检测,具有检测精度高、试剂用量低成本等优点。微流体芯片对多学科多领域的发展具有巨大影响,成为可以连接相关领域的桥梁。微流体芯片的加工是微流控技术中基本。然而对于生物医学和组织工程学领域,目前的微流体芯片加工技术还有一些不足,体现在在叁维阵列结构加工、加工成本以及复杂的加工工序等方面。数字微镜器件,DMD(Digital micro-mirror device),是一种实现无掩模紫外光加工的重要设备。与此同时基于水凝胶的紫外光刻技术就己经非常成熟,紫外光聚合反应逐渐被应用与微流体芯片制作当中。作为最常用的一种水凝胶前体,聚乙二醇丙烯酸酯(PEGDA)因其具有较好的紫外聚合性和生物相容性而被广泛应用于生物和组织工程学领域。将光制造技术与传统微流体芯片技术相结合,制作基于光制造的微流体芯片是我的研究目标针对面向光制造的微流体芯片设计与控制方法研究中的若干关键问题开展研究工作,主要包括以下几个方面:(1)面向光制造的微流体芯片主体设计与制作。通过工作台式雕刻机的微流体芯片设计与制作方法。通过这种数控雕刻机制作PDMS微流体芯片主体。(2)有限元方法对单列微柱结构进行流体动力学仿真分析。采用有限元方法仿真工具Comsol Multiphysics对微流体芯片中流场进行仿真分析。(3)面向微结构一体化制造的实验系统平台搭建。构建包括上位机、激光图形化设备、叁维移动平台、液流控制系统以及图像采集系统这几大部分紫外光固化微结构一体化系统,通过LabVIEW软件编写控制界面。(本文来源于《沈阳理工大学》期刊2015-12-01）
微流体芯片论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
目的使用Taqman低密度微流体芯片技术(TAC)建立顺义区多种呼吸道传染病病原体构成谱,为制定有效防控措施提供依据。方法利用Taqman低密度微流体芯片技术,对2017年收集的372份呼吸道感染病例标本进行42种呼吸道传染病病原体的检测。结果 372份呼吸道感染患者病例标本共检出16种病原体,检出阳性病原体125例,阳性率为33.6%(125/372)。在所检出的病原体构成谱中,肺炎支原体检出阳性率最高;其次为流感病毒及肺炎链球菌,肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌等其他病原体也有检出,并随着年龄和季节变化感染病原体有一定的流行规律。结论肺炎支原体、流感病毒、肺炎链球菌是顺义区呼吸道感染病的主要病原体,今后应继续加强病原学的监测,注重病原体在不同人群、季节感染分布以及防治工作。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微流体芯片论文参考文献
[1].张春红.人体微量营养素缺乏风险关联SNP高通量微流体芯片方法研究与初步应用[D].中国疾病预防控制中心.2019
[2].王彦波,荆红波,李湛,何牧,李文.Taqman低密度微流体芯片技术在呼吸道传染病病原体快速检测中的应用分析[J].中国卫生检验杂志.2019
[3].涂春龙.基于微流体芯片的细胞操控关键技术研究[D].浙江大学.2018
[4].周书华.微流体芯片探测艾滋病毒和金黄葡萄球菌[J].物理.2018
[5].滕怀波.基于阻抗微流体芯片的液压油污染物区分检测研究[D].大连海事大学.2017
[6].唐熠.无标记捕捉病毒粒子的碳纳米管微流体芯片研究[C].第五届全国人畜共患病学术研讨会论文摘要集.2017
[7].黄聪.非平面微流体芯片的设计、制备及复乳液微液滴的生成研究[D].华东理工大学.2017
[8].王欢.可视化LAMP法等温快速检测病原菌与恒温纸质微流体芯片构建的研究[D].第叁军医大学.2017
[9].张雅雅.新型微流体芯片快速制备技术研究[D].重庆理工大学.2016
[10].闫鹏.面向光制造的微流体芯片设计与控制方法[D].沈阳理工大学.2015
论文知识图
