Name: 微流控一次性诊断的应用 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-02-03T23:55:00.000+00:00
Duration: 10 min 21 s
Description: 了解热塑性微流控芯片的制造方法及其在一次性诊断中的应用，学习如何整合样本制备、核酸提取和分子检测技术，实现资源有限环境下的快速现场检测。

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作者无任何利益冲突需要披露。

一次性诊断中的微流控应用

Microfluidic Applications for Disposable Diagnostics

在本次访谈中，Klapperich 博士讨论了热塑性微流控装置的制备及其在新型诊断技术开发中的应用。

在这次访谈中，Klapperich 博士讨论了热塑性微流控装置的制备及其在新型诊断方法开发中的应用。

在本次访谈中，Klapperich 博士讨论了热塑性微流控装置的制备及其在新型...开发中的应用

我叫Catherine CloudBridge，是波士顿大学制造工程和生物医学工程的教授，同时也是生物医学微器件与微环境实验室的主任。我们的研究主要致力于开发适用于资源有限环境的一次性诊断工具。因此，我们利用微流控技术来制造这些装置。我们的研究主要涉及两个领域：首先是关注生物分子和细胞如何与塑料聚合物表面相互作用。这是我们的主要研究方向。这项工作体现在一次性诊断的微流控应用中。因此，在实验室中，我们制造的是微流控装置。在热塑性材料中，我们通常不使用PDMS（聚二甲基硅氧烷），PDMS是一种橡胶状材料，大多数人在实验室中用它来制作微流控芯片。我们的设备是用热塑性塑料制成的。我们致力于利用这些热塑性塑料设备在微尺度上进行分子生物学实验，从而使分子生物学操作能够在远离中心实验室的现场环境中开展。在实验室中，其工作方式是制作小型塑料卡片，这些塑料卡片内部包含固相萃取柱、细胞裂解柱或混合柱。我们还在芯片上进行聚合酶链式反应，作为检测手段。所有这些功能都集成在一个小型装置中；从长远的研究展望来看，最终将形成一种可手持的集成设备，能够在野外或缺乏大型实验室条件（如离心机、加热培养箱等配套设备）的环境中使用。因此，我们希望理想情况下能够从人体样本（例如血液、尿液、粪便或鼻咽拭子，后者含有黏液）开始，经过芯片检测后直接得到结果，明确判断某人是否感染了特定的微生物。实现这一目标的方法是，在患者的样本中检测该特定微生物的 DNA 或 RNA（具体检测哪种核酸取决于目标微生物）。因此，技术上的挑战主要出现在该过程的样品制备环节。当你从血液、粪便或尿液等样本开始时，必须将初始状态——即含有大量可能的颗粒物或对PCR及其他扩增技术具有抑制作用的复杂人源样本——转化为最终获得的、高度纯净的核酸洗脱样本。只有这样，才能用于扩增或检测特定的DNA或RNA，从而判断你所关注的微生物是否存在于原始样本中。因此，为了处理这些样本，您需要进行几个步骤。首先，必须对样本进行过滤，具体方法取决于样本类型，可能包括粗过滤或在将样本上芯片前进行短暂离心。因此，我们始终尽量直接使用临床医生提供的原始样本开始实验。对于尿液、粪便和鼻咽拭子样本，我们的目标是让临床医生像往常一样正常完成采样工作。然后我们取这些样本并将其加载到芯片上。如果在此步骤中还需要进一步过滤，则该过滤过程将在芯片内完成。第二步是裂解细胞和样本中的微生物，因为我们要进行分子检测。因此，我们会执行一个裂解步骤，通常是将样本强行通过一个孔径很小的滤膜。有时该滤膜中还含有纳米颗粒，例如具有锋利边缘的碳纳米管，可用于破坏某些具有较强细胞壁的微生物，比如我们研究的艰难梭菌（C difficile），这是一种革兰氏阳性细菌，其细胞裂解非常困难。因此，我们需要更坚固的裂解柱。但通常情况下，我们会在芯片内部进行化学和机械裂解的结合。在此之后，我们的目标是收集裂

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科研

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生物学

微流控一次性诊断的应用

我们展示了制造和自动化弹性聚二甲基硅氧烷（PDMS）微阀阵列的方案，该阵列无需额外能量即可关闭，并具有光刻定义的精确体积。同时介绍了并行亚纳升级体积混合器和集成式微流控灌注系统。...

由弹性微阀阵列控制的微流控芯片

利用微流控技术开发新的治疗应用

基于液滴的微流控平台有望用于高通量实验，因其能够以千赫兹速率低成本生成皮升级、自成隔室的微小反应容器。通过与快速、灵敏且高分辨率的荧光光谱方法相结合，可高效地提取、利用并整合这些系统中产生的大量信息。...

微流控液滴平台的荧光检测方法

已开发出一种用于分子诊断的集成化微流控热塑芯片。该芯片可进行核酸提取、逆转录和聚合酶链式反应（PCR）。文中描述了该芯片的制备与运行方法。...

微流控芯片的制备及流感检测方法

本文介绍了一种用于单细胞分析的微流控芯片。该芯片可通过荧光检测或免疫检测方法，对细胞内蛋白质、酶、辅因子和第二信使进行定量分析。...

一种用于单细胞多功能化学分析的微流控芯片

本文介绍了用于微流控快速原型平台的各种技术。所提出的技术基于紫外光（UV）敏感型和热固化环氧树脂、聚二甲基硅氧烷（PDMS）管材、引线键合以及各向异性粘合膜。所展示的组装方法适用于一次性使用装置以及可重复使用的微流控系统。...

高通量微流控快速低成本原型封装方法

我们介绍一种基于微流控技术的电化学生物芯片，用于检测DNA杂交。在单链DNA探针功能化之后，通过互补和非互补的单链DNA靶标研究其特异性、灵敏度和检测限。结果表明DNA杂交事件对电化学系统的影响，检测限为3.8...

一种基于微流控的电化学生物芯片用于无标记DNA杂交分析

我们展示了一种集成表面电极网络的微流控平台，该平台结合了电阻脉冲传感（RPS）与码分多址（CDMA）技术，可实现多个微流控通道中颗粒的多重检测与尺寸测量。...

用于颗粒空间追踪的多路复用电子检测微流控平台

采用低成本干膜光刻胶技术设计并制备了一种微流控生物传感器平台，用于多种分析物的快速、高灵敏度定量检测。该一次性使用系统通过停流技术实现对芯片上固定的酶联检测方法进行电化学读出。...

基于干膜光刻胶的电化学微流控生物传感器平台：器件制备、芯片上检测构建与系统操作

基于电润湿的数字微流控技术是一种利用电压驱动微升体积液滴的表观接触角变化来实现液滴操控的方法。将该技术与功能化磁珠相结合，可集成多种实验室单元操作，用于基于酶联免疫吸附测定（ELISA）的病原体样本制备与鉴定。...

基于电润湿的数字微流控平台用于自动化酶联免疫吸附测定

微流控技术是开发诊断检测方法的有力工具。然而，该技术通常需要昂贵的设备和材料，以及繁琐的制备和操作步骤。本文详细描述了一种丙烯酸微流控装置的制备方案，可用于低成本且易于使用的磁性微纳米粒子免疫分析。...

用于磁性纳米颗粒免疫分析的阶梯式微流控丙烯酸装置的计算机数控微铣削

了解热塑性微流控芯片的制造方法及其在一次性诊断中的应用，学习如何整合样本制备、核酸提取和分子检测技术，实现资源有限环境下的快速现场检测。

一次性诊断中的微流控应用

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