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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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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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