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Comparison of Traditional Screening Methods with Ultra High-Throughput Screening Methods

2024-06-28

传统的琼脂平板筛选法和微孔板筛选法是目前常用的两种筛选方法。琼脂平板筛选通过透明圈或颜色圈检测活性，或基于营养缺陷型或抗性进行生长选择，适用于初筛以排除大量无活性和低活性突变体。然而，琼脂平板筛选法并不适用于所有改造目标，且难以准确定量。为此，基于荧光或吸光度精确检测目标产物的微孔板 (Microtiter plate, MTP) 筛选方法应运而生，但其通量低且操作耗时。为解决这些问题，近年来开发了荧光激活细胞分选 (FACS) 和液滴微流控分选 (DMFS) 等超高通量筛选方法。琼脂平板筛选琼脂平板法是一种简单直接的筛选方法，已广泛用于多种水解酶（如脂肪酶、酯酶、蛋白酶）和氧化还…

Interdisciplinary organoid chip fabrication technology

2024-06-25

近年来，跨学科方法在类器官芯片的设计与制造中发挥了关键作用。除了生物学和医学相关技术外，还涉及机械力学、光学、材料科学、生物制造和计算建模等先进技术。这些技术通过基于工程的系统性设计，控制类器官的组装、结构与形态生成、生长发育和功能实现。机械力学与微流控技术细胞在体内经历拉伸、压缩和剪切力等机械力，这些力对细胞的分化、增殖和迁移有重要影响。在类器官芯片中，模拟这些力学环境对于确保细胞表现出体内类似的行为至关重要。工程化的方法能够精确控制拉伸和压缩的程度、流动条件、营养供应和剪切应力刺激，以及三维组织的局部机械特性。类器官芯片中的微流控技术利用微小的流体通道，精确控制流体的流动和剪切应…

Introduction to droplet sorting technology

2024-06-21

针对目前已开发出的不同的微流控筛选设备，根据检测信号的不同将其分为标记与无标记液滴分选技术。标记液滴分选技术标记液滴分选技术通常不直接依据所测定的细胞或酶分子的特征进行分选，而是借助引入化学分子或荧光探针来间接实现分选。这些技术主要包括依赖于荧光信号的荧光激活液滴分选（FADS）和基于紫外/可见光吸收变化的吸光度激活液滴分选（AADS）。荧光激活的液滴分选技术荧光激活液滴分选（FADS）是当前主流的微流控筛选技术之一，其核心是通过设计不同的荧光探针或酶级联反应，将目标酶基因型与荧光信号直接或间接耦联，因而具有较高的灵敏度。与荧光激活细胞分选（FACS）原理类似，FADS相比最大的优…

Common Materials and Properties of Microfluidic Chips

2024-06-18

微流控芯片是基于微机电系统(micro electro mechanical system, MEMS)发展而来,通过微加工技术将微通道､微阀､微泵和微电极等不同功能的微型元器件集成在一起构成的微全分析系统｡芯片材料作为微流控芯片的载体,决定了芯片的加工难度､精度､功能以及成本｡选择芯片材料时一般要考虑其化学和生物兼容性､电绝缘性､散热性､可修饰性､光学性能､材料和加工成本等｡微流控芯片的制作材料选择是关键性的决定因素。最初，硅材料由于其优越的特性在微流控芯片制备中占据主导地位，但随着应用场景的多样化，硅材料的局限性逐渐显露，特别是其不能耐受高压和无法兼容光学检测技术的缺陷。为了克服这些…

Advances in Molecular Immediate Detection Technology

2024-06-11

什么是分子即时检测（POCT）技术分子POCT技术集成了分子诊断技术和POCT技术，具有智能化、便携化、速度快、操作简便等优势，可在实验室和医院外由非专业人员进行操作完成检验，由于等温扩增和微流控等技术的不断发展和成熟，分子POCT产品也得到了快速发展并逐步应用于临床检验。目前分子POCT不仅可应用在感染性疾病的检验，也用于早期妊娠、遗传性疾病、肿瘤等方面的诊断。与抗原抗体检验相比，核酸分子的POCT检验在灵敏度、重复性和特异性方面具有显著优势。分子POCT的关键技术包括等温扩增技术和微流控技术，本文主要介绍这两项内容。等温扩增技术等温扩增技术是近年来发展起来的基于恒温扩增的新型核…

Microfluidic Chips in Cancer Therapeutics

2024-06-07

循环肿瘤细胞作为肿瘤治疗领域的重要研究方向，常规的分离检测手段存在一些不足之处，结合微流控芯片的新技术发展针对这些问题有了不小改善，在癌症诊断治疗方向有着广泛的应用前景。

Development and application of droplet microfluidic technology

2024-06-04

液滴微流控技术微流控技术是一种可以在微纳米尺度上处理和操控少量液体(10–9−10–18L)系统的技术，基于微流控技术的装置称为微流控芯片，具有微型化、集成化等特点。液滴微流控是指通过微通道内互不相容的多相流体生成离散的液滴，并对其进行操控。基于微流控技术生成的液滴具有单分散性好、无交叉污染、可重复性高等优点，广泛应用于生物、化学、物理等多个学科领域，成为微流控领域的一个重要分支。液滴生成方法生成液滴的方法和技术有很多种，根据液滴生成过程中是否施加外部能量，可以分为被动法和主动法。被动法生成液滴，是指利用不同的微通道结构使不混溶的分散相和连续相流体在通道连接处相遇，通过调节通道结构…

Introduction and application examples of microreactors

2024-05-31

微反应器概述微型反应器最显著的特点是具有高吞吐量和低成本大规模生产的潜力。生命科学应用领域对微反应器的要求和工作条件与工业应用领域不同，对于工业应用，微反应器的优势主要体现在四个方面：功能性、安全性、成本和科学价值。功能性微反应器的功能优势在于热惯性小、物理性质稳定、温度均匀、停留时间短、表面体积比大。系统体积小导致反应器的热惯性小。微反应器中直接和精确的温度控制比传统反应器更容易和更快。微反应器体积小，传热和传质速率高，因此可以在更苛刻的条件下进行反应。高传热速率还能使反应在更均匀的温度条件下进行。小尺寸还能缩短反应器的停留时间。不稳定的中间产物可以快速转移到下一个过程。 …

Microfilters & Microseparators

2024-05-28

摘要本文讨论了两种类型的分离装置：微过滤器和微分离器。用传统微技术制作的膜滤光器受到光刻过程的分辨率或曝光光的波长的限制。利用激光的干涉模式可以实现亚微米滤孔。虽然可以达到分子范围内的孔隙大小，但是产生的孔隙仍在数百纳米量级。聚合物膜过滤器最重要的应用之一是微燃料电池。间隙过滤器是膜过滤器的替代方案，以实现更小的过滤孔。亚微米的间隙可以通过刻蚀或沉积过程来控制。虽然微过滤器利用不同大小的物质进行分离，但也可以基于不同特性来实现其他概念，如扩散系数、介电常数、荧光、质量和电荷。通过介电泳力或光学力，粒子和细胞可以从样品流中进行分类。对要分离的物质进行标记，可以通过外部执行器实现主动分…

Microfluidic Precision Control Device - Microdispenser

2024-05-24

微分配器介绍及分类在化学和生物医学分析领域，给药和分析应用中通常需要精确的液体量，微分配器是这个过程中的重要设备。微分配器可以看作是微给药系统、微注射器或微吸管。一般来说，微分配器被分为闭环控制分配器或开环控制分配器。闭环控制分配器是具有流体执行器和流量传感器的复杂系统。流体执行器是一个微型泵或微型阀。在闭环控制分配器中，流量信号被反馈给一个控制器，并与设定值进行比较。来自控制器的控制信号连接到泵的执行器或阀门，以调节设定的流量。这种类型的分配器适用于连续流动系统。对于固定量的流体，在系统的启动和停止阶段可能会发生错误。开环控制分配器是一种单一的装置，可分为液滴分配器和通道内分配器。液…

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