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2 篇 华东师范大学
2 篇 武汉大学
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2 篇 中国科学院大连化...
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基于微流控荧光定量PCR的MRSA快速检测技术研究

基于微流控荧光定量PCR的MRSA快速检测技术研究

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：赵树弥朱灵朱灿灿范书广张龙王安刘勇中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院安徽光学精密机械研究所皖江新兴产业技术发展中心

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus,MRSA)是引起院内感染的主要病原菌之一,易引起交叉感染,耐药性和致病能力强,极大地增加了临床治疗难度[1].纸片扩散法、琼脂稀释法、PCR扩增电泳法等传统检测方... 详细信息

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus,MRSA)是引起院内感染的主要病原菌之一,易引起交叉感染,耐药性和致病能力强,极大地增加了临床治疗难度[1].纸片扩散法、琼脂稀释法、PCR扩增电泳法等传统检测方法耗时长、需要样本量多、实验成本高、操作复杂[2].研究发现,femA基因是金葡菌携带的特异性基因,而mecA基因编码产生的青霉素结合蛋白(PBP-2a)对J3一内酰胺类抗菌药物亲和力低,致使在较高的药物浓度下仍继续生长繁殖表现其耐药性[3].因此,可通过同时检测特异性基因femA和mecA对MRSA进行快速鉴别,本文发展一种基于微流控荧光定量PCR的致病菌快速检测新技术.采用光刻法制作了微流控PCR芯片,研制了集成高性能温度控制模块和高灵敏度荧光检测模块的微流控荧光定量PCR分析系统[4].加热制冷模块的升温速率为11.25℃/S,降温速率为5.08℃/***反应试剂按照PCR试剂盒说明进行相应比例的配制.20.2μL的反应体系包括18μL的MRSA耐药基因核酸荧光PCR检测混合液与0.2μL酶(Taq+UNG)以及2μL的DNA模板(浓度为0.4 ng/μL).从配置的20.2μL体系中抽取6μL注入微流控芯片中,密封芯片.在微流控荧光定量PCR平台上进行PCR反应.实验结果表明,使用微流控PCR芯片可以成功实现MRSA特异性基因的快速检测,相对传统的管式PCR,芯片使用6μL试剂在30分钟内就完成了MRSA特异基因的检测,不仅节约了反应试剂,而且极大提高了检测速度.该技术可扩展到其他致病菌的检测,具有良好的应用前景.

关键词：微流控芯片荧光定量PCR MRSA

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氧化石墨烯共聚整体柱的制备及蛋白分离

氧化石墨烯共聚整体柱的制备及蛋白分离

引用

第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：贾志舰蒋仲庆潜飞陈跃武陈诗文朱晓燕曹国洲宁波工程学院化工分院宁波315016中国宁波检验检疫科学技术研究院宁波315016中国

尽管氧化石墨烯早在155年前就被制备出来[1],然而直到近些年来,才因其一些优越的特性如良好的电导性、更高的机械功能和耐热功能、超强的分散性及两亲性等[2],应用到电子、催化、生物医药等方面的研究中,引起广泛关注,且目前已有将其共... 详细信息

尽管氧化石墨烯早在155年前就被制备出来[1],然而直到近些年来,才因其一些优越的特性如良好的电导性、更高的机械功能和耐热功能、超强的分散性及两亲性等[2],应用到电子、催化、生物医药等方面的研究中,引起广泛关注,且目前已有将其共聚到甲基丙烯酸为单体的整体柱中并成功实现中性芳香烃类样品电色谱分离的报道[2]。借鉴于毛细管柱蛋白分离的经验[3],我们将石墨烯共聚到丙烯酰胺类整体柱中以求提高色谱分离的稳定性。简言之,将一定比例的甲基丙烯酸十八酯(SMA,单体)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EDMA,交联剂)、1,4-丁二醇和溶有氧化石墨烯的环己醇(致孔剂)的聚合物溶液除氧,灌入内表面烯烷基化的石英毛细管中,两端密闭浸入60℃水浴聚合20小时,即可获得氧化石墨烯共聚的聚甲基丙烯酸十八酯整体柱。该毛细管柱稳定性和致密性增强,成功分离了H2016多肽混合物,且中等分子量的组分分离明显改善。

关键词：整体柱氧化石墨烯毛细管柱色谱蛋白分离

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集成微流控芯片可视化检测骨髓增殖性肿瘤JAK2 V617F基因突变

集成微流控芯片可视化检测骨髓增殖性肿瘤JAK2 V617F基因突变

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：汪骅姚波关明复旦大学附属华山医院检验医学中心浙江大学化学系

目的：利用自制微流控芯片(microchip)结合环介导等温扩增(LAMP)技术检测全血样本中JAK2 V617F基因突变,实现对骨髓增殖性肿瘤的分子诊断.方法：设计LAMP检测JAK2 V617F引物,建立并优化反应体系;检测HEL细胞株中JAK2 V617F突变DNA及野生... 详细信息

目的：利用自制微流控芯片(microchip)结合环介导等温扩增(LAMP)技术检测全血样本中JAK2 V617F基因突变,实现对骨髓增殖性肿瘤的分子诊断.方法：设计LAMP检测JAK2 V617F引物,建立并优化反应体系;检测HEL细胞株中JAK2 V617F突变DNA及野生型DNA,对LAMP扩增产物进行测序及酶切鉴定;LAMP检测JAK2 V617F突变率;设计微流控芯片,采用SU-8光刻胶制作阳模,制作聚二甲基硅氧烷/玻璃微流控芯片,选择骨髓增殖性肿瘤患者全血样本,在微流控芯片上进行全血基因组提取,扩增及可视化检测.结果：针对JAK2 V617F序列,设计外引物F3,B3,内引物FIP和BIP及用于突变型检测的引物SM,探针ASO-W;用于野生型检测的引物SW,探针ASO-M;LAMP 反应的最佳体系为：1×ThermoPol buffer、8mMMg2+、1.4mM dNTPs、0.2 μM外引物、1.6μM内引物、2μL模板DNA和8UBst DNA聚合酶.反应条件：63℃恒温1 ***2 V617F突变及野生型LAMP扩增产物测序结果与基因序列一致,采用MseI内切酶将LAMP扩增产物分解为164bp,129bp和56bp三个小片段;LAMP检测JAK2 V617F的突变率可达到0.01％;LAMP-Microchip尺寸为3.0×4.0×0.5cm,分为全血基因组提取区,滤过区,扩增及检测区.在反应液中加入荧光染料钙黄绿素作为结果判断指示剂,1小时内完成全血样本中JAK2 V617F基因突变的检测,可根据反应产物颜色反应直接目测结果(图1).结论：该芯片整合全血核酸提取、扩增和JAK2V617F突变检测,实现sample-to-answer的诊断效果.LAMP-Microchip操作简便、价格低廉、样品用量少,灵敏度高,分析速度快且不依赖仪器,适合于肿瘤分子快速诊断.该芯片体系可以扩展到其他肿瘤分子的早期,快速检测,对于某些重大疾病的基层防治具有重要意义.

关键词：集成微流控芯片 JAK2 V617F 环介导等温扩增

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细胞功能分子原位定量及其介导的癌症诊疗方法

细胞功能分子原位定量及其介导的癌症诊疗方法

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：鞠熀先南京大学生命分析化学国家重点实验室南京 210093

细胞有多种重要功能分子,如指导合成端粒DNA重复序列片段的端粒酶,调控生命过程的内源性microRNA,介导细胞识别、通讯及免疫反应的细胞表面聚糖,与肿瘤细胞凋亡密切相关的组织蛋白酶等等。将分析化学与生物学和化学生物学结合,发展这些... 详细信息

细胞有多种重要功能分子,如指导合成端粒DNA重复序列片段的端粒酶,调控生命过程的内源性microRNA,介导细胞识别、通讯及免疫反应的细胞表面聚糖,与肿瘤细胞凋亡密切相关的组织蛋白酶等等。将分析化学与生物学和化学生物学结合,发展这些功能分子的原位检测和动态监测的新原理和新方法,对于研究细胞中功能分子的表达和定位,探索细胞生理过程和疾病进程中这些重要功能分子分布和含量的变化及其临床意义,提出新的肿瘤诊断特异性生物标志物都具有重要意义。特别重要的是,新的原位检测方法的建立有助于提出有效的癌症诊疗靶点,发展功能分子介导的疾病诊断和治疗新方法,从而实现分子水平上的对癌症的原位诊治和疗效的实时监测。近两年来,我们结合细胞生物学、分子生物学和临床医学的新发展,利用DNA条形码技术、DNA微阵列分辨、纳米技术、生物材料和表面组装技术,设计新型纳米探针与信号放大方法,开展细胞表面聚糖、细胞内端粒酶、microRNA及其前体的原位检测方法学研究,提出了8种原位检测新新原理和新方法,并基于所建立的检测方法,以含组织蛋白酶的溶酶体为靶点,设计、筛选识别与检测探针,利用合成的新型光敏剂,提出细胞内功能分子介导的癌症诊疗新方法,成功实现了癌症靶向原位成像、高效治疗和疗效实时监测的一体化。

关键词：纳米探针信号放大原位检测细胞表面聚糖 microRNA 端粒酶癌症诊疗一体化

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基于微流控技术制备多功能粒子

基于微流控技术制备多功能粒子

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：徐章润杨春光刘梅史凯孙小婷东北大学分析科学研究中心沈阳 110819

微流控技术在制备多功能粒子方面展示出了独特的优势,能够精确控制粒子的结构、尺寸及形貌,且效率高,成本低[1].本文将讨论3种利用微流控技术制备多功能微粒的方法：(1)将微流控芯片浓度梯度形成方法与微液滴技术相结合,形成内容物呈梯... 详细信息

微流控技术在制备多功能粒子方面展示出了独特的优势,能够精确控制粒子的结构、尺寸及形貌,且效率高,成本低[1].本文将讨论3种利用微流控技术制备多功能微粒的方法：(1)将微流控芯片浓度梯度形成方法与微液滴技术相结合,形成内容物呈梯度分布的液滴,用于高通量合成多色金银合金纳米粒子,可显著降低消耗,简化操作步骤[2,3].具有64个出口的浓度梯度液滴形成芯片可形成33列浓度呈梯度分布的液滴阵列,液滴生成速率为5×104 min-1.以氯金酸、硝酸银和柠檬酸钠溶液为水相,液体石蜡为油相,64列含有不同氯金酸和硝酸银配比的液滴为微反应器,合成了33种不同金银配比的合金纳米粒子.这些金银纳米粒子的吸收光谱曲线呈现从金到银逐渐蓝移的明显趋势.(2)将离心微流控技术和液滴模板法相结合,建立了制备海藻酸钙粒子的新方法.该方法驱动装置简单,可同时驱动阵列型多通道进行粒子合成;无需油相,也无需精确控制流体流速比;制备的粒子形貌均一,尺寸可控.利用阵列化的微流控通道,显著提高了粒子的生成通量.设计了双通道型芯片,成功制备了两半球界面清晰的Janus海藻酸钙粒子;将四氧化三铁粉末封装在一个半球之中,制备了带有磁性的Janus海藻酸钙粒子.(3)利用多相层流技术和流动光刻技术制备了CdSe量子点编码凝胶微粒,并将光学编码和图形编码结合起来,提出一种新的编码方式.利用一个简易快门装置,实现了间歇曝光,从而通过光聚合制备编码粒子.对制备系统的性能进行了优化,考察了流速和曝光时间对微粒尺寸和形貌的影响.根据制备的CdSe量子点编码微粒,提出了一种包括颜色、强度和位置三种因素的编码方法.

关键词：多功能粒子液滴浓度梯度离心式微流控芯片流动光刻

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微流控芯片界面沉淀法制备氧化硅颗粒及其初步应用

微流控芯片界面沉淀法制备氧化硅颗粒及其初步应用

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：解华李春林刘娜林炳承刘中民中国科学院大连化学物理研究所大连市中山路457号116023

由于微流控技术能够精确控制物质传递和反应条件，近年来已经成为材料合成研究的有力工具.与传统制备方法相比，微流控技术在制备各种形貌的纳米颗粒及微米颗粒时，可以灵活调节颗粒组成、结构、形貌、大小、大小分布以及物理化学性质... 详细信息

由于微流控技术能够精确控制物质传递和反应条件，近年来已经成为材料合成研究的有力工具.与传统制备方法相比，微流控技术在制备各种形貌的纳米颗粒及微米颗粒时，可以灵活调节颗粒组成、结构、形貌、大小、大小分布以及物理化学性质，具有明显优势.SiO2微球具有良好的光学性能和化学惰性，可以制备光子晶体或介孔材料，在生物医学、光学、催化等领域具有较为广泛的应用.沉淀法是制备氧化物颗粒的重要途径.由于芯片通道多在微米级别，如将沉淀剂和前驱体溶液直接混合再切割成液滴制备颗粒，易堵塞通道，难以长时间制备.为解决这一问题，学者们发展了将沉淀剂和前驱体溶液分别生成液滴，再通过特殊结构[1]或外加电场[2]促进液滴融合制备颗粒的方法.但这些方法也存在液滴配对效率较低，流速不能过快，以及外部控制设备复杂的问题，对于连续及批量生产仍有一定局限.本实验室发展了一种界面沉淀法，制备单分散微米级别的SiO2微球.该方法在PDMS芯片上，将液滴生成和沉淀过程分开：即先通过流体剪切生成前驱体液滴，然后再通过液滴界面导入碱性沉淀剂，在线固化制备均一微颗粒.通过调节分散相及连续相的流速，可以调节颗粒的大小(74-148μm)：通过调节沉淀相中的沉淀剂含量，可以改变颗粒的比表面积(136.1-606.2 m2/g)和孔径分布(17.2-41.7(A)).以该方法制备颗粒，在室温条件下可即实现在线固化，不易发生融合，因此粒径均一，变异系数CV可达2％以下.由于沉淀反应发生在两相界面，沉淀不与通道接触，因此不易产生吸附阻塞通道，可实现长时间连续生产.目前单通道芯片产量可达3-4 g/天，可满足一般催化反应的需求，如采用阵列结构，产量还将大大提高.将此方法拓展，还可进行CuZn混合氧化物空心微球以及单分散Fe/SiO2微球的制备.该法制备的SiO2微球粒径均一，可作为流态化模拟的模型粒子;利用其较大的比表面积担载催化剂，还可填充进芯片微反应器，进行催化反应的相关研究.

关键词：微流控芯片界面沉淀法氧化物颗粒催化

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金纳米粒子的离心分离研究

金纳米粒子的离心分离研究

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：王亚伟朱子琦李孝岗刘晓君盖宏伟江苏师范大学化学化工学院

金纳米棒以其独特的物理、化学性质使其在生物医疗领域逐渐成为研究热点,尤其是在生物成像、传感、癌症高温疗法领域[1-2].由于金纳米棒这种性质受其尺寸和形状强烈影响,因此如何获取尺寸、形貌均一的金纳米棒是科研工作者亟待解决的问... 详细信息

金纳米棒以其独特的物理、化学性质使其在生物医疗领域逐渐成为研究热点,尤其是在生物成像、传感、癌症高温疗法领域[1-2].由于金纳米棒这种性质受其尺寸和形状强烈影响,因此如何获取尺寸、形貌均一的金纳米棒是科研工作者亟待解决的问题.目前,气体膨胀液体[3]、色谱[4]等技术已经广泛应用于金纳米棒的分离,但是由于分离条件的苛刻以及分离范围较窄等问题限制了这些技术的推广.速率区带离心分离法是一种简单、省时和高效的方法,适用于金纳米球、金纳米簇、金纳米多聚体的分离,能够突破以往技术在分离范围上的局限性.我们采用具有一定黏度的高聚物分子聚合物作为分离介质,在较低离心力场下(2500-5500g)仅采用一种媒介即可实现对金纳米球、金纳米棒以及金纳米球和棒混合物的分离,其中对金纳米棒的分离仅耗时10min,实现了快速分析、高效分离目的.在金纳米棒的分离实验中,我们通过配置三种不同黏度梯度的媒介,在5500g的离心场下对质量相近而尺寸比不同的金纳米棒实现快速分离(Figure 1).当尺寸比相近时,有效直径D越大(相同体积时对应球的直径且质量∝D3)越易下沉至离心管的底部;而当有效直径相近时,尺寸比越小越易下沉至离心管的底部.在我们实验中,通过透射电镜表征及数据分析得出两区带中金纳米棒的有效直径差值只有0.44nm,下层质量仅是上层质量的1.05倍,我们可以视为这两层质量相等,但是相比较而言它们尺寸比差异更加明显,上层尺寸比是下层的1.14倍,这就意味着尺寸比在试验中占据着最为重要的影响,因此可以认为当金纳米棒的质量相近时,尺寸比的差异对其分离占据着至关重要的作用.

关键词：金纳米棒速率区带离心分离高聚物分子

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量子点聚合度的测量及其在蛋白质定量分析中的应用

量子点聚合度的测量及其在蛋白质定量分析中的应用

引用

第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：董苏利石星波盖宏伟江苏师范大学化学化工学院

量子点(QDs)是近年来发展起来的一种新型半导体纳米发光材料.与传统的有机荧光染料相比,量子点具有吸收光谱宽,发射光谱窄;量子产率高,荧光寿命长,抗漂白性能强等特点.作为一种新型的单分子荧光探针,其广泛应用于化学分析、生物传感、... 详细信息

量子点(QDs)是近年来发展起来的一种新型半导体纳米发光材料.与传统的有机荧光染料相比,量子点具有吸收光谱宽,发射光谱窄;量子产率高,荧光寿命长,抗漂白性能强等特点.作为一种新型的单分子荧光探针,其广泛应用于化学分析、生物传感、分子成像等领域.本文主要以宽场显微成像技术为主要手段,根据聚合体中各个量子点所表现出的光谱蓝移的不同步性以及漂白的差异性(如图1),来计算团聚体中量子点的个数,从而实现对蛋白质的定量研究.量子点聚合体是由生物素化的量子点(QD-Biotin)和链酶亲和素(Streptavidin)特异性结合而成,随着加入链霉亲和素的浓度的不同形成各种不同团聚程度的量子点团聚体,在链酶亲和素的浓度为0-5 nM范围内,图1 量子点聚合体聚合度的测量原理量子点聚合物的平均聚合度随着链酶亲和素浓度的增加而增大,且呈线性关系(r2=0.996).这种线性关系能够检测抗凝血酶III的浓度,最低检测线为0.53 nM(图2).基于上述对蛋白质的定量关系的建立,本文还研究了量子点聚合体对生物素化的抗凝血酶III(AT-III-Biotin)的定量.此实验中,AT-III-Biotin和QD-Biotin共同竞争链酶亲和素上的结合位点,形成团聚体(图3).在抗凝血酶III的浓度为0 nM-12 nM时,随着浓度的增大,量子点团聚体的聚合度逐渐变小且呈线性关系,从而对AT-III-Biotin进行定量,其最低检测线为1.37 nM(图4).此方法能够广泛的应用于生物素化的蛋白质的检测.

关键词：量子点聚合度蛋白质定量

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基于ITO-nanoAg SERS芯片的制备及其蛋白质SERS测试

基于ITO-nanoAg SERS芯片的制备及其蛋白质SERS测试

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：王蓉赵华宙廖鑫王春燕徐溢重庆大学化工学院中国重庆400030 新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室中国重庆400030 重庆大学微系统研究中心中国重庆400030 四川理工学院分析测试中心中国四川重庆大学化工学院中国重庆400030 新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室中国重庆400030 重庆大学微系统研究中心中国重庆400030

表面增强拉曼光谱(SERS)技术可以从分子水平给出化合物的分子结构信息,是一种高灵敏的生化检测技术.拉曼增强基底的制备是SERS的技术核心,现有的SERS基底制备方法很多,其中电化学沉积是一种最为有效的SERS基底制备途径.本文报道了电化... 详细信息

表面增强拉曼光谱(SERS)技术可以从分子水平给出化合物的分子结构信息,是一种高灵敏的生化检测技术.拉曼增强基底的制备是SERS的技术核心,现有的SERS基底制备方法很多,其中电化学沉积是一种最为有效的SERS基底制备途径.本文报道了电化学沉积ITO-nano-Ag纳米膜基底,用PDMS在基底表面构建微孔阵列,制备ITO-nano-Ag SERS芯片的方法.实验首先采用三电极体系,以ITO导电玻璃为工作电极,铂电极为对电极,饱和苷汞电极为参比电极,在含0.01M硝酸钾支持电解质的银氨溶液为电解液体系中,用双电位计时电位沉积技术在ITO导电玻璃表面沉积制备形貌可控nano-Ag SERS基底.用罗丹明6G为探针分子研究了沉积电位、沉积时间和银氨溶液浓度对SERS效果的影响,用SEM和XRD对纳米银的组成和形貌进行了表征.结果表明沉积电位和沉积时间对纳米银的结构和SERS效果有很大影响,在-1.4V沉积30s,-0.2V沉积300s条件下制备的棒状纳米银结构的SERS增强效果最好,对R6G的最低检测浓度为10-10M,以R6G1642cm-1的吸收峰计算增强因子为4.36×106.该nano-Ag 表面增强(SERS)基底用于牛血清蛋白测定,能显著增强牛血清白蛋白的拉曼信号,对牛血清蛋白的最低检测浓度为1×10-7M.然后用带有6个2μm孔径的微孔阵列的PDMS膜覆盖在ITO-Ag纳米膜表面,再在PDMS表面覆盖石英玻璃形成具有6个微孔检测窗口的简易nano-Ag SERS微阵列芯片,每个微孔为一个封闭的检测窗口,可减小拉曼激光照射样本挥发,固定基底表面样本的液层厚度,提高SERS测试的信号稳定性和重现性.

关键词： nano-Ag SERS芯片拉曼双电位计时电位沉积蛋白质

来源：评论

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离心式气相扩散型蛋白质结晶芯片

离心式气相扩散型蛋白质结晶芯片

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：王丽李刚赵建龙中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感器技术联合国家重点实验室上海200050

目前蛋白质结晶是限制结构生物学研究的一个重要瓶颈。近年来，为了降低样品消耗、提高结晶筛选的通量和效率，人们将微流控技术引入了蛋白质结晶领域[1]，但是从结晶筛选模式来说，现有的微流控蛋白质结晶芯片大多是围绕液-液扩散结晶... 详细信息

目前蛋白质结晶是限制结构生物学研究的一个重要瓶颈。近年来，为了降低样品消耗、提高结晶筛选的通量和效率，人们将微流控技术引入了蛋白质结晶领域[1]，但是从结晶筛选模式来说，现有的微流控蛋白质结晶芯片大多是围绕液-液扩散结晶方法和批量结晶方法来设计制作的，而目前结构生物学实验室中应用最广泛的气相扩散结晶筛选方法还未在微流控平台上真正实现，因此导致现有的微流控结晶芯片并未得到广泛接纳和应用。针对现有蛋白质结晶芯片的局限，本文研究了一种可实现气相扩散结晶模式的微流控蛋白质结晶芯片。图1显示了该气相扩散型蛋白质结晶芯片的结构示意图。该芯片由含管道结构的疏水性PDMS片和亲水性玻璃基片可逆键合而成，包括24个结晶单元，每个单元均包含结晶剂定容管道、蛋白质定容管道、结晶反应腔、隔离腔及结晶剂储液管道等关键功能结构，其中隔离腔两侧通过连接管道分别与结晶反应腔和结晶剂储液管道相连，使得反应腔中的结晶液和储液管道中的结晶剂处于一个共通的空间，彼此之间可以发生气相物质交换，从而可以实现基于气相扩散模式的结晶实验。该芯片中的流体操控类似于我们以前研制的圆盘式批量型蛋白质结晶芯片，是通过毛细作用和离心力的协同作用来实现的[2]，首先加入进样口的样品和结晶剂在毛细力的作用下自动充满进样管道和定容管道，在定容管道与结晶反应腔结合处，由于毛细微阀的作用，流体自动停止于此处;然后，将完成充样的结晶芯片放置于离心机上，通过旋转离心，使得定容管道中的样品和结晶剂克服毛细微阀的阻力进入结晶反应腔中，实现定量分配和混合。由于连接管道与隔离腔结合处截面很小，所形成的毛细微阀阻力极大，因此可保证离心过程中结晶反应腔中的液体不会因离心力的作用而进入隔离腔中。图2a和图2b分别显示了结晶芯片中毛细自动充样后和离心分配后的照片。为了评估本文所提出的气相扩散型蛋白质结晶芯片的实用性，我们以结晶模式蛋白溶菌酶为实验对象，进行了芯片上的蛋白质结晶实验。实验结果初步证明了该芯片可以实现基于气相扩散结晶模式的蛋白质结晶条件筛选(如图3所示)。本文所提出的气相扩散型蛋白质结晶芯片将结构生物学实验人员最熟悉和偏爱的气相扩散结晶方法移植到微流控芯片上，有可能提高微流控技术在结构生物学实验室的接纳度，充分发挥微流控技术低耗样、高通量、快速的优势，为提高蛋白质结晶效率服务，同时气相扩散型蛋白质结晶芯片也更有利于传统结晶方法积累的大量宝贵经验有效地转移至微流控结晶芯片上，实现传统方法与新技术的充分融合，促进结构生物学的快速发展。

关键词：微流控气相扩散离心式蛋白质结晶

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