微全分析系統(tǒng)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-26 01:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 些著名大學(xué)研究組的介入使該領(lǐng)域的發(fā)展 迅速出現(xiàn)高潮。 1994年 Ramsey group 1995年 Mathies group 1995年 Caliper Technologies 公司 1995年 Whitesides group 1999年惠普公司研制出第一臺(tái)微流控芯片商品化儀器開(kāi)始銷售 2022年 Labonachip學(xué)術(shù)季刊創(chuàng)建 微型全分析系統(tǒng)的分類 ?TAS可分為芯片式與非芯片式兩大類。芯片式是發(fā)展重點(diǎn)。 在芯片式 ?TAS中，依據(jù)芯片結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理又可分為 微流控 芯片和微陣列 (生物 )芯片 。它們均依托于 MEMS技術(shù)，目前又 都主要服務(wù)于生命科學(xué)，但前者以微通道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征，后 者以微探針陣列為結(jié)構(gòu)特征。 微陣列芯片目前的主要應(yīng)用對(duì)象是 DNA分析，所以也稱為 DNA 或基因芯片。其發(fā)展要稍微早于微流控芯片，始于 1980s，主要 是在生物遺傳學(xué)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的。 微流控芯片主要是在分析化學(xué)的學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的， 表 圖 (a)典型的微流控芯片 (b)典型的微陣列 (生物 )芯片 Microarray (Bio) Chips 1. Sample preparation 2. Mass transport 3. mixing 4. reaction 5. Sample injection 6. separation 7. detection Microfluidic chips Structure： microchannel functions： all functions of an analytical Lab Microfluidic chip Main functions: 流控分析芯片特點(diǎn) 微流控芯片的優(yōu)點(diǎn) (1)微流控芯片具有極高的效率，可在數(shù)秒至數(shù)十秒時(shí)間內(nèi)自動(dòng) 完成分離、測(cè)定或其他更復(fù)雜的操作。分離和分析速度常高于 相對(duì)應(yīng)當(dāng)宏觀分析方法一至二個(gè)數(shù)量級(jí)。其高分析或處理速度 即來(lái)源于微米級(jí)通道中的高導(dǎo)熱和傳質(zhì)速率，也直接來(lái)源于結(jié) 構(gòu)尺寸的縮小。 (2)微流控分析的試樣與試劑消耗已降低到數(shù)微升水平，并隨著 技術(shù)的提高，還可能進(jìn)一步減少。降低了分析費(fèi)用戶貴重生物 試樣的消耗，也減少了環(huán)境的污染。 (3)用微加工技術(shù)制作的微流控芯片部件的微小尺寸使多個(gè)部件 與功能可能集成在數(shù)平方厘米的芯片上，在此基礎(chǔ)上易制備功 能齊全的便攜式儀器，用于各類現(xiàn)場(chǎng)分析。 (4)微流控芯片的微小尺寸使材料消耗甚微。當(dāng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)后， 芯片成本可望大幅度降低，有利于普及。 微流控芯片的局限性 (1)作為 ?TAS的主要發(fā)展前沿，當(dāng)前的微流控芯片系統(tǒng)總體 上既不夠“微”，分析功能也遠(yuǎn)達(dá)不到“全”。主要原因是集成 度不夠高，多數(shù)檢測(cè)器的體積過(guò)大，實(shí)現(xiàn)集成化還有很長(zhǎng)的 路要走。 (2)在目前加工條件下微流控分析制作成本還難以滿足有關(guān)成 果推廣應(yīng)用的要求。一塊供研究用的標(biāo)準(zhǔn)玻璃芯片價(jià)值 100多 美元。一塊供分析 12個(gè)試樣的一次性專用芯片價(jià)值 10美元。 (3)目前報(bào)道的大部分微流控芯片分析系統(tǒng)不包括試樣的前處 理功能，即功能不夠全，為了解決實(shí)際試樣的分析，這方面 的研究需要在應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)用過(guò)程中大大加強(qiáng)。 微流控芯片的分類 根據(jù)芯片材料的不同可分為： 硅芯片 玻璃芯片
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