用于激光制备生物微流控芯片工艺研究的生物PCR荧光分析方法

激光制备微流控芯片工艺研究的生物聚合酶链式反应(PCR)荧光分析方法是利用生物PCR反应中荧光的变化规律特性,从检测结果与参照检测标准的比较依据出发,在生物芯片的实际使用工作状态下获得分析数据.对造成达不到设计工作状况现象的内在混合诸方面工作参数进行分解分类和分析.用于微流控芯片工艺的生物PCR荧光分析方法的相关装置采用了多光路光纤校准,获得了荧光检测良好的重复性和稳定性.该装置对标准模板上模拟微通道中不同荧光信号的分辨率(平台区荧光强度信号值＞10×本底信号区荧光强度信号值)表明:已建立的生物PCR荧光分析装置能分析微流控芯片的工艺参数,实现了用于激光制备生物微流控芯片工艺的PCR荧光分析方法.     

集成一次性微流控芯片的便携式荧光检测系统

本文研究了一种新型的生物化学分析系统,该系统包括便携式荧光检测仪和带光纤的微流控芯片．采用基于MEMS技术的微泵将待测物与荧光试剂的混合物导入微流控芯片,采用PMT检测受激发产生的荧光,荧光强度与待测物浓度成一定比例．激发光则通过光纤将光源LED光信号导入微沟道中．随着液体在微沟道中的流动,可连续分析和检测不同的样品．该系统检测1～1000μg／L浓度的荧光素具有0．966的相关系数．基于荧光猝灭原理,该系统还可检测浓度为5ng／μL的硝基化合物．该生化分析系统除具有便携式和一次性微流控芯片优点外,还具有成本低．试剂、样品消耗量少,且分析时间短等优点该系统能实现现场检测,可应用于临床诊断、环境检测及生物战剂检测等领域     

环烯烃聚合物(COP)微流控芯片的制备及其与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片的性能对比

采用热压方法制备了环烯烃聚合物(COP)微流控芯片.考虑到温度对微结构热压成形的质量影响最大,基于材料的粘弹性特性,通过变温准蠕变实验获得了热压参考温度Tr.实验证明,在该温度下热压成形,宽度和深度方向的复制精度分别达到了97.6%和94.3%.为了研究制备的COP微流控芯片的性能,将其和同一模具制备的PMMA微流控芯片进行了性能对比实验.通过背景荧光实验、电泳实验和DNA分析实验三方面的研究表明,与PMMA芯片相比,COP芯片背景荧光低,电泳效率高,检测重现性相对标准偏差小于2.5%,适用于生化分析.     

微流控芯片检测技术进展

对近年来用于微流控芯片的光学检测(包括荧光、吸收光度和电化学发光检测等)、电化学检测(电导检测、电位检测及安培检测)的发展和其他一些检测方法的研究成果进行了综述,随着微加工技术的不断发展,高速多通道检测以及集成多种方法的高通用性微流控检测芯片都将成为未来的研究热点。     

微流控技术制备ZnO纳米棒及生物荧光检测性能研究

本研究设计并制备了一种微流控芯片并在其中水热合成了氧化锌(ZnO)纳米棒。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了合成条件对ZnO纳米棒的形貌和晶体结构的影响。结果表明, 在微流控芯片中可制备得到致密的ZnO纳米棒, 其直径和长度随加热方式和制备时间的变化而改变。对比研究不同加热方式制备的ZnO纳米棒阵列检测异硫氰酸荧光素标记的羊抗牛IgG的性能, 发现局部加热方式制备的ZnO纳米棒检测荧光素标记蛋白的性能更佳, 在10 pg/mL~1 μg/mL范围内线性良好, 相关系数为0.99209。在此基础上, 用局部加热制备的ZnO纳米棒检测人甲胎蛋白(AFP), 其最低检测限可达1 pg/mL。这些结果表明, 微通道中合成的ZnO纳米棒适用于多通道荧光检测。     

激光加工技术的生物PCR荧光分析方法中荧光标准模板的研究

运用激光加工技术对荧光标准模板进行了研究,获得的初级荧光标准模板有6个独立的模拟微通道(宽104μm,深56μm),在每个单独的模拟通道两端拥有两个直径为200μm的微孔,通过这些微孔将已知的不同荧光强度反应物注入各模拟通道,构成荧光标准模板.在实验基础上,讨论了利用荧光标准模板的生物PCR荧光分析方法以及激光制备的微流控生物PCR芯片过程中的制造工艺和质量检验.     

塑料微流控芯片的制作及其自动化

实现塑料微流控芯片制作的自动化能够大幅度降低制作成本,稳定芯片质量,并使芯片具有较好的一致性,是推广应用、实现产业化所亟待解决的重要问题。本文简要介绍了微流控芯片的发展现状,指出影响其推广应用的主要障碍及所面临的主要问题。阐述了实现塑料微流控芯片制作自动化的意义。简述了制作塑料微流控芯片的两种主要方法——模塑法和热压法,分析了热压法制作塑料微流控芯片的工艺过程及其实现自动化所需解决的诸如自动脱片、基片与盖片的自动对准及预联接等技术问题。介绍了大连理工大学微系统研究中心同北京航空航天大学机器人研究所合作研制开发的塑料(PMMA)微流控芯片的自动化制造系统,并简要说明了主要的组成设备。     

聚合物微流控芯片的注射成型

针对注塑成型微流控芯片过程中出现翘曲变形和微通道复制精度不高等缺陷,采用正交分析法,仿真优化了芯片厚度方向上的翘曲变形;基于翘曲优化结果,实验研究了微注射成型微流控芯片过程中模具温度、熔体温度和注射速度对微通道变形的影响。结果表明,保压时间和保压压力对微流控芯片的翘曲变形影响最大,而模具温度对微通道变形影响最为显著。采用优化的工艺参数,所成型的芯片微通道具有较高的复制度,无明显翘曲变形,可满足使用要求。     

微流控LAMP芯片构建及在MRSA快速检测中的应用研究

构建一种基于环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP),集细菌在线裂解、核酸提取、目标基因扩增和产物检测一体化的用于病原菌快速检测的集成式微流控芯片。以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant staphylococcus,MRSA)为模式菌,以mec A为靶基因,在优化条件下用芯片实现对病原菌的在线检测,完成对101~106cfu MRSA的在线裂解、LAMP扩增和产物测定,采用荧光原位检测可得101~105cfu的检测范围和101cfu的检出限。该微流控LAMP芯片结构简单,操作便捷,可在1 h内实现对MRSA mec A基因的快速检测,具有较高的灵敏度和特异性,为下一步临床生物样本病原菌快速检测微流控芯片系统的构建奠定前期研究基础。     

塑料微流控芯片的注塑成型

有别于传统的微流控芯片压塑成型方法,本文提出注塑成型加工塑料微流控芯片的新工艺.采用UV-LIGA技术制作成型微通道的型芯,设计制造了微流控芯片注塑模具.充模试验表明,如何使微通道复制完全是微流控芯片注塑成型的主要技术难点.模拟与理论分析表明,熔体在微通道处出现滞流现象是复制不完全的主要原因;搭建了可视化装置对此加以试验验证.利用正交试验方法进行充模试验,研究各工艺参数对微通道复制度的影响.试验表明模具温度对提高微通道复制度起决定性作用;注射速度和熔体温度是次要因素,而注射压力相对其他因素影响力较差,但必须保持在一个较高的水平.依此形成塑料微流控芯片的注塑成型工艺,对于宽80μm、深50μm截面的微通道而言,可使微通道复制度由70%提高到90%,满足使用要求.     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Estimation of potentialities of methods of summation of direct measurement errors

Conventional methods for summation of direct measurement errors are considered. Conditions under which these methods provide consistent results are stated. It is proposed to utilize for characteristic of the total error, its interval estimator or the half-sum of the value obtained by adding up its arithmetic and geometric random errors.Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 4, pp. 10–12, April, 1995.     

空压机轴承箱蜗壳温度探头油封改造

由于空压机进气侧轴承箱蜗壳温度探头密封效果不好,使空压机及其后续管道受到油污染。后将温度探头的O形圈密封改为骨架油封,杜绝了轴承箱漏油问题。文章简介空压机的结构和技术参数,详细介绍了骨架油封的制作和优点。     

Characteristics of mechanical properties of materials in studies of conditions of attainment of marginal states

It is shown that conditions of attainment of marginal states in the material of structural components are formulated on the basis of analysis of force and deformation criteria of formation and development of destruction. The parameters of these criteria are data on types of structural materials, standard and special characteristics of their mechanical properties, structural forms of considered elements of the equipment, and their operating stress loading. In this case, the construction of a system of state equations for describing interrelation of current damage, external actions, and responses to them is based on the concept of calculating variations in properties of materials at all stages of the design life cycle.     

Determination of parameters of microstructural inhomogeneity of deformation of metals by the method of modeling

The article suggests a method of evaluating the microstructural inhomogeneity of deformation of metals by modeling. The method includes the measurement of deformations of metal according to meshes of a dividing grid with small base and the calculation of the distribution parameters of microdeformations in model representation. It is shown that the modeling method makes it possible objectively to evaluate the microinhomogeneity of deformation of metals independently of the chosen mesh size of the dividing grid. New structural characteristics are introduced: the base and wave of variation expressing the degree of crumbling or amalgamation of metal grains by inhomogeneity of deformation.Translated from Problemy Prochnosti, No. 7, pp. 40–44, July, 1991.     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。