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在微尺度环境中，流体的质量传输主要受黏性效应的支配，而非惯性效应。 因此，在忽略惯性效应的情况下，微流体通常呈现层流状态。 在微流体流动的研究中，表面效应尤为关键，随着流体尺度的缩小，表面张力等表面现象对流体行为的影响变得愈加显著，甚至可能主导流体的流动特性。 在微流控系统中，流体通常需要经过多个功能模块的处理与反应，最终实现其检测或分析目的。 目前，微流体驱动技术大致可分为两类：被动式和主动式。 被动式驱动技术依赖于微流控芯片的结构与设计，通过自然现象（如毛细现象、重力等）实现流体的流动，无需外部动力。 而主动式驱动技术则需要外界提供额外的动力来推动流体流动，例如通过施加正负压、电磁力或离心…
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核酸扩增技术（NAT）是一种关键的分子生物学方法，能够检测微量靶标，主要分为变温和恒温两种类型。 变温检测方法以聚合酶链式反应（PCR）为代表，包括传统PCR和荧光PCR等。 PCR通过反复升降温来实现核酸扩增，广泛应用于基因诊断、病原检测和基因表达分析。 然而，PCR对设备和操作条件要求较高，在资源匮乏的环境中使用受限。 相对而言，恒温检测方法无需复杂的温控设备，可以在恒定温度下进行扩增。 常见的恒温扩增技术有环介导等温扩增（LAMP）、重组酶聚合扩增（RPA）和核酸序列依赖变性扩增（NASBA）等。 其中，LAMP因其高灵敏度、特异性、快速性和简便性，成为恒温扩增技术的代表。 1.&nbs…
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1. 核酸扩增技术介绍 核酸扩增技术是针对核酸（包括DNA和RNA）的一种实验方法，旨在从少量的起始核酸样品中扩增出大量的目标核酸。 其中聚合酶链反应（PCR）是第一个并且仍然是最流行的用于扩增和检测低丰度核酸的扩增技术。 等温循环扩增无需PCR的热循环，可以在恒温下实现快速有效的扩增，使得等温循环扩增技术成为PCR的有利代替者。 等温核酸扩增技术通常包括酶辅助扩增法和无酶扩增法。 酶辅助的扩增策略包括滚环扩增（RCA）、环介导等温扩增（LAMP）、指数扩增反应（EXPAR）等；无酶扩增法包括链置换扩增（SDA）、杂交链式反应（HCR）、DNAzyme、熵驱…
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PCR技术 聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction, PCR）是一种体外扩增目标核酸的技术，已广泛应用于基因工程、医学分子诊断、环境检测等领域。 PCR技术是利用 DNA 聚合酶在适当的条件下，通过变性、退火及延伸等热循环过程，将初始目标核酸扩增数百万至数十亿倍。 根据定量性能，可简单地将它们分为定性 PCR、实时荧光定量 PCR（qPCR）及数字 PCR（dPCR）三类。 1. dPCR技术原理和特点 dPCR技术主要由DNA扩增反应、荧光信号检测和数据分析三部分组成。 在DNA扩增反应之前，dPCR通过极限稀释模板，将其稀释至…
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生物芯片技术的核心在于将微型生物化学分析系统集成到芯片表面，实现对细胞、组织、蛋白质、核酸、糖类等生物组分的高效、精准检测。 这项技术起源于20世纪80年代末，成为生命科学领域的重要前沿技术。 它融合了分子生物学、生物材料学、微电子学、微机械学、微加工技术、化学、物理和计算机技术，代表了生物学与其他学科的深度交叉与融合。 1. 生物芯片基质分类 生物芯片基质是制作生物芯片的材料，通常为固体表面，用于吸附并固定生物分子，便于其检测或分析。 生物芯片基质的关键要求包括良好的生物相容性、较大的表面积、强吸附能力、均匀的表面特性，以及易于加工和制备。 1) …
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1. 微流控芯片 微流控芯片（Microfluidics Chip）作为微流控技术的载体，又被称为芯片实验室（Lab on Chip）或微全分析系统(μTAS），可以将样本的输入、反应与分析检测等单元集成在一块仅几平方厘米大小的芯片上，可满足多样化的分析检测需求。 2. 声表面波微流控器件 声表面波（SAW）微流控技术的基本原理是，以压电材料铌酸锂（LiNbO3）作为基底，在其表面沉积一对叉指电极，在电极上施加射频信号，产生沿压电基底表面传播的声波。 利用表面声波产生的声辐射力，可用来控制微液体或微颗粒，用以分离、提取或富…
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核酸提取是病原体核酸检测的第一步，目的是从生物样本中分离核酸，并去除可能干扰后续分析的蛋白质、糖类和脂类等物质，确保核酸的完整性。 传统的核酸提取方法包括酚氯仿法、煮沸裂解法、离心柱法和磁珠法。 酚氯仿法通过苯酚氯仿处理样本，使核酸溶解在水相中，而多糖和脂类物质溶解在有机相中，蛋白质则沉淀在两相界面。随后，使用乙醇沉淀核酸并经离心分离。虽然此法能获得高纯度核酸，但操作复杂且容易造成环境污染。 煮沸裂解法通过加热、煮沸和高速离心来提取核酸，但可能导致DNA丢失或裂解不完全，还可能引发交叉污染，影响检测准确性。 离心柱法利用硅基质吸附特定的DNA分子，RNA和蛋白质则通过柱子，经过不同条件的盐和p…
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