导读:本文包含了微流控芯片实验室论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:DNA生物传感器,纳米生物传感器,核酸适配体,微流控芯片实验室
微流控芯片实验室论文文献综述
张从晓[1]（2015）在《DNA生物传感器及其在微流控芯片实验室中的应用研究》一文中研究指出随着经济的发展和社会的进步，人们对健康医疗提出了更高的要求，而无论疾病的有效预防抑或治疗，都迫切需要便捷低廉、灵敏快速的人体医学检测手段；另一方面，环境污染、食品安全、恐怖袭击等带来的问题对人类的生存造成严重威胁，对环境污染物、食品添加剂、病毒细菌等目标的现场检测，也需要微型便携、操作简便、快速灵敏的检测分析设备。因此，便携便捷、低耗低廉、灵敏快速的生物学、化学检测分析手段是医学、环境、食品、反恐等多个社会领域的热点需求。生物传感器是以生物材料或其衍生物作为分子识别元件的分析器件，具有专一性强、灵敏度高、分析过程简便等优势；微流控芯片实验室是在数平方厘米的芯片上构建的具有混合、分离、反应、检测等实验室操作综合功能的一体化平台，具有微型化、集成化、自动化、试剂能源低耗化等优势。本文旨在通过DNA生物传感器的方式，利用纳米技术、核酸适配体技术，实现对病毒基因、细菌细胞的快速检测，通过“非标记检测”、“完整细胞检测”等理念的实现，简化检测过程，提高检测效率；进一步地，分别将纳米DNA生物传感器、核酸适配体DNA生物传感器与微流控芯片实验室技术相结合，发挥二者各自的优势，以期实现便携便捷、低耗低廉、灵敏快速的分析检测目标。本论文主要研究了包括纳米DNA生物传感器与核酸适配体DNA生物传感器在内的两类DNA生物传感器的构建及其结合微流控芯片实验室的应用。一方面，以基于碱基特异识别功能的DNA分子为分子识别元件，以纳米材料氧化石墨烯为换能元件，共同组成纳米生物传感器，实现对病毒基因的特异性检测；在此基础上，将纳米生物传感器作为检测模块，耦合到微流控芯片上，结合微流控芯片的进样、混合等模块，实现对病毒基因的低耗、快速检测。另一方面，以DNA分子空间立体识别功能为基础，建立Whole-cell SELEX的方法，筛选获得细菌细胞核酸适配体，实现对细菌完整细胞的高特异性、高亲和力识别；在此基础上，将核酸适配体固载到微流控芯片上，实现对细菌细胞的选择性捕获与检测。一、研究了基于荧光共振能量转移（FRET）的纳米DNA生物传感器，实现了对病毒基因的快速检测。以目标基因的互补DNA分子荧光探针作为分子识别元件，以纳米材料氧化石墨烯作为换能元件，共同组成纳米生物传感器。氧化石墨烯能够吸附单链分子荧光探针并发生FRET效应导致荧光猝灭，当目标基因存在时，与分子荧光探针发生特异的碱基配对，形成双链复合物并从氧化石墨烯表面脱落，从而使荧光恢复。整个过程无需对目标分子进行标记，实现Analyte Label-Free (ALF)检测模式。通过研究氧化石墨烯浓度对分子探针荧光猝灭的依赖关系，确定了纳米生物传感器构建过程中二者的最优组成为50μg/mL:20nM。纳米传感器构建完成后，分别对目标基因和具有错配碱基的对照基因的进行检测，结果表明纳米传感器对目标基因的检测具有特异性；通过对梯度浓度目标基因的检测信号的研究，表明纳米传感器对目标基因的检测具有定量能力，并取得基因浓度与检测信号的定量数学公式。更进一步，利用多聚分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP）优化提升了纳米生物传感器对基因分子的检测能力，检测限从62.35nM降低到1.56nM，降低近50倍。此外，还通过研究纳米生物传感器检测目标基因的反应动力学，推测了纳米生物传感器检测基因分子时可能存在的物理化学机制。二、将纳米生物传感器耦合到微流控芯片实验室，实现对病毒基因的快速检测。发挥纳米生物传感器对病毒基因的特异性、非标记的快速检测优势，作为分子识别检测模块耦合到微流控芯片上，结合微流控芯片的进样、混合等功能模块，实现对病毒基因的低耗、快速检测。建立了多层叁维精细结构光胶芯片的制作工艺，研究了芯片制作过程中镀铬载体、接触式光刻、复印式曝光、压力紫外联合键合等多项关键技术，保证了多层叁维精细结构的成功构建，并实现了芯片加工制作的高效性和高成品率。芯片构建了进样、混合、检测、出样等不同功能区，其中在混合区设计制作了被动式Zigzag与Chaotic耦合微混合器，实现微流控芯片样品试剂的自动混合。芯片面积微小，仅有5.40cm2，并设有多个平行单元，能够完成多组样品的同时检测。将样品与检测液同时加入到微流控芯片中，完成进样、混合、检测、出样等实验流程，实现对病毒基因的快速检测。研究了在微流控芯片实验室中氧化石墨烯浓度与分子探针荧光猝灭效率的相关性，确定了纳米生物传感器构建过程中氧化石墨烯与荧光分子探针的最优组成为300μg/mL:1μM。微流控芯片实现对目标基因、碱基错配基因、对照样品等的同时测定，结果表明基于纳米生物传感器的微流控芯片对目标基因检测具有特异性；通过对梯度浓度目标基因的检测，结果表明基于纳米生物传感器的微流控芯片对目标基因检测具有一定的定量能力。叁、通过建立Whole-cell SELEX方法，完成大肠杆菌活细胞核酸适配体的筛选与表征。Whole-cell SELEX方法直接以自然状态下的活细胞为目标，通过多轮进化式筛选，从寡核苷酸文库中筛选富集得到对细菌表面分子有高特异性及亲和力的核酸适配体。在Whole-cell SELEX核酸适配体筛选过程中，通过对竞争分子数量的调节，不断提高筛选进化的压力，使核酸适配体的特异性增强；同时在每一轮筛选完成后，对富集得到的核酸适配体文库进行质量监测和亲和力监测，保证SELEX的效果。Whole-cellSELEX筛选进行了八轮，对核酸适配体文库与大肠杆菌的亲和力监测显示，亲和力随筛选轮数的增加而逐渐增大，到第六轮时到达峰值64.7%。将亲和力最高的第六轮筛选富集到的核酸适配体库进行克隆与测序，最终获得40条理想的核酸适配体序列。通过模拟的方法对核酸适配体的序列和高级结构进行了分析，结果表明核酸适配体形成了茎环类及G-四链体的立体结构，推测核酸适配体可能通过茎环、G-四链体或复合结构与细菌细胞表面分子相互作用，发生特异性识别与结合。通过流式细胞术，测定了核酸适配体的亲和力与特异性，表明核酸适配体对目标细菌普遍具有较强的亲和力，最高到达62.3%，而且相比于其他细菌，核酸适配体对目标细菌具有更强的亲和力，这表明了核酸适配体对目标细菌的识别结合具备相当的特异性。此外，通过测定梯度浓度的核酸适配体对目标细菌的亲和力，拟合计算出核酸适配体与大肠杆菌结合的解离常数为24.8±2.7nM，定量反映了核酸适配体对目标细菌具有较强的亲和力。四、将核酸适配体耦合到微流控芯片实验室，实现对细菌细胞的选择性捕获与检测。发挥核酸适配体对细菌细胞特异性识别与结合的优势，作为细胞识别捕获元件固载到微流控芯片上，结合微流控芯片的优势，实现对细菌细胞的选择性捕获与检测。整个过程直接以自然状态下细菌的整细胞为检测目标，无需复杂的分离提纯过程，有助于检测过程的简化和效率的提高。建立了PDMS-Glass杂合微流控芯片的制作工艺，研究了芯片制作过程中等离子氧化处理的时间及高深宽比条件下微通道宽度对芯片键合的影响。研究了通过生物素-亲和素高亲和力固载核酸适配体的方法，考察了核酸适配体在微流控芯片上的固载效果，实验证实了核酸适配体固载数量与浓度的相关性。通过微流控芯片、进样装置、检测装置等的组装，完成基于核酸适配体的微流控芯片实验室的构建。然后通过模式蛋白的检测，对基于核酸适配体的微流控芯片进行了性能测试，验证了装置的可行性。完成了基于核酸适配体的微流控芯片对细菌细胞的选择性捕获与检测，结果显示目标细菌细胞在微流控芯片上被捕获的数目比对照细胞高2个近数量级，表明固载有大肠杆菌核酸适配体的微流控芯片能够选择性地捕获大肠杆菌，实现对大肠杆菌的选择性捕获与检测；通过对梯度浓度的目标细菌检测的研究，表明微流控芯片对目标细菌的检测具有一定的定量能力，并取得细菌与检测信号的定量数学公式。总之，基于FRET的纳米生物传感器的构建及大肠杆菌核酸适配体的筛选，将有助于从基因水平、细胞水平对目标物的快速、灵敏、特异检测；而纳米生物传感器、核酸适配体传感器结合微流控芯片实验室技术的研究，将助于实现便携便捷、低耗低廉、灵敏快速的分析检测手段，在医学诊断、环境保护、食品安全、反恐检测等领域发挥积极的作用。(本文来源于《北京理工大学》期刊2015-01-01）
肖志良,张博[2]（2011）在《基于液滴技术的微流控芯片实验室及其应用》一文中研究指出液滴微流控系统是微流控芯片领域的一个新的分支,由于其诸多独特的优势而得到了广泛的研究和报道。本文对液滴的制备和相关的操控技术,包括液滴的分裂、融合、混合、分选、存储和编码等进行了介绍,对液滴技术近年来在化学与生物化学分析等领域中的应用进行了综述,并展望了液滴微流控技术的发展前景。(本文来源于《色谱》期刊2011年10期）
赵亮,黄岩谊[3]（2011）在《微流控技术与芯片实验室》一文中研究指出作为芯片实验室的典型代表性技术,微流控技术发展迅速,目前已经成为一门涵盖了从分离分析、分子生物学研究到生物医学诊断的交叉学科。本文主要归纳了微流控芯片技术的基本概念、发展概况、构建方法,以及在生物学应用领域的最新研究进展,特别介绍了在单细胞研究领域以及面向最终应用的生物医学诊断方面的典型技术。(本文来源于《大学化学》期刊2011年03期）
罗国安[4]（2008）在《芯片上的实验室——评《图解微流控芯片实验室》》一文中研究指出微型化和集成化是当前科学技术发展的一种趋势,它体现了人类力图在最大程度上以最少的资源解决复杂问题的意愿.一种以在微米尺度的器体上流体的可控流动为基本物理现象的微流控芯片实验室技术已经浮出水面(图1),并显示出其改变人类未来的潜在能力.(本文来源于《科学通报》期刊2008年21期）
林炳承,秦建华[5]（2006）在《微流控芯片实验室用于分子和细胞水平的临床检验与药物筛选》一文中研究指出设计研制了玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)和水凝胶等5种不同材料、不同结构和不同集成度的微流控芯片。建立了玻璃、PMMA和PDMS微流控芯片管壁涂层修饰方法。设计研制了8台分别具有激光诱导荧光、紫外、电化学和化学发光等不同检测功能的微流控芯片装置和芯片-质谱接口。实现了双十字交叉芯片上样、整体柱亲和、酶反应、固相萃取(SPE)、PCR反应、膜分离、电泳分离、细胞培养、单细胞分析等单元操作, 研制成微阀和微泵,实现了各种单元操作在芯片上的集成或规模集成。(本文来源于《第四届海峡两岸分析化学学术会议论文集》期刊2006-11-01）
林炳承[6]（2005）在《微流控芯片实验室及其功能化》一文中研究指出微流控芯片实验室又称芯片实验室(Lab-on—A- Chip)或微流控芯片(Microfluidic),指的是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。微流控芯片实验室的基本特征和最大优势是多种单元技术在微小平(本文来源于《中国化学会第十叁届有机分析与生物分析学术会议论文集》期刊2005-10-01）
林炳承[7]（2005）在《微流控芯片实验室及其功能化》一文中研究指出微流控芯片是微纳米技术的重要组成部分,也是系统生物学的主要技术平台之一,有重大应用前景,尚未真正产业化。现将本实验室已建立的具有自主知识产权的微流控芯片及其应用系统概述于下: (1)自行设计研制了四类七台不同检测器不同功能的微流控芯片仪,包括四台不同配置不同特(本文来源于《第叁届全国微全分析系统学术会议论文集》期刊2005-10-01）
林炳承,秦建华[8]（2005）在《微流控芯片实验室》一文中研究指出以作者所在课题组近年来的研究工作为基础,就芯片实验室平台建设及相应的以系统生物学为最终目标的功能化研究作一说明,对在分子和细胞层面,甚至是单分子、单细胞水平上实现以规模集成为特征的临床诊断和药物筛选的努力予以特别的关注。(本文来源于《色谱》期刊2005年05期）
林炳承[9]（2005）在《微流控芯片实验室及其功能化》一文中研究指出微流控芯片是微纳米技术的重要组成部分,也是系统生物学的主要技术平台之一,有重大应用前景,尚未真正产业化。近年来,课题组建成了具有自主知识产权的微流控芯片及其应用系统,主要由下述五个方面组成。(本文来源于《第十五次全国色谱学术报告会文集（上册）》期刊2005-04-01）
林炳承[10]（2004）在《功能型微流控芯片实验室的高通量和规模集成》一文中研究指出以单一十字通道为基本构成,毛细管电泳为主体性能的第一代微流控芯片,曾经活跃了很长一段时间,至今仍是很大一部分同类芯片中的主流技术.我们曾在自行设计研制的波长为532 nm的激光诱导荧光电泳芯片仪上,分别采用自行设计研制的玻璃芯片、PMMA和PDMS塑料芯片,开展了DNA、蛋白质、糖蛋白的分离和手性药物的拆分研究,并完成了SARS病毒基因反转录多重PCR检测,癌症病人P16基因甲基化DNA诊断和高血压基因筛查等的研究和相应的一定规模(分别为18例、159例和226例)的实际样品的测试,实现了微流控芯片系统的初级功能化.(本文来源于《第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集》期刊2004-04-01）
微流控芯片实验室论文开题报告
（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：
液滴微流控系统是微流控芯片领域的一个新的分支,由于其诸多独特的优势而得到了广泛的研究和报道。本文对液滴的制备和相关的操控技术,包括液滴的分裂、融合、混合、分选、存储和编码等进行了介绍,对液滴技术近年来在化学与生物化学分析等领域中的应用进行了综述,并展望了液滴微流控技术的发展前景。
（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。
微流控芯片实验室论文参考文献
[1].张从晓.DNA生物传感器及其在微流控芯片实验室中的应用研究[D].北京理工大学.2015
[2].肖志良,张博.基于液滴技术的微流控芯片实验室及其应用[J].色谱.2011
[3].赵亮,黄岩谊.微流控技术与芯片实验室[J].大学化学.2011
[4].罗国安.芯片上的实验室——评《图解微流控芯片实验室》[J].科学通报.2008
[5].林炳承,秦建华.微流控芯片实验室用于分子和细胞水平的临床检验与药物筛选[C].第四届海峡两岸分析化学学术会议论文集.2006
[6].林炳承.微流控芯片实验室及其功能化[C].中国化学会第十叁届有机分析与生物分析学术会议论文集.2005
[7].林炳承.微流控芯片实验室及其功能化[C].第叁届全国微全分析系统学术会议论文集.2005
[8].林炳承,秦建华.微流控芯片实验室[J].色谱.2005
[9].林炳承.微流控芯片实验室及其功能化[C].第十五次全国色谱学术报告会文集（上册）.2005
[10].林炳承.功能型微流控芯片实验室的高通量和规模集成[C].第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集.2004