stringtranslate.com

Микрофлюидика

Микрофлюидное устройство
Исследователи NIST объединили предметное стекло, пластиковые листы и двустороннюю ленту, чтобы создать недорогое и простое в изготовлении микрофлюидное устройство для воздействия на множество клеток различных концентраций химического вещества.

Микрофлюидика относится к системе, которая манипулирует небольшим количеством жидкостей (от 10-9 до 10-18 литров) с использованием небольших каналов размером от десяти до сотен микрометров. Это междисциплинарная область, включающая молекулярный анализ, молекулярную биологию и микроэлектронику . [1] Он имеет практическое применение при проектировании систем, которые обрабатывают небольшие объемы жидкостей для достижения мультиплексирования , автоматизации и высокопроизводительного скрининга . Микрофлюидика возникла в начале 1980-х годов и используется при разработке струйных печатающих головок, ДНК-чипов , технологий «лаборатория на чипе» , микродвигателей и микротермальных технологий.

Обычно микро означает одну из следующих функций:

Обычно микрофлюидные системы транспортируют, смешивают, разделяют или иным образом обрабатывают жидкости. Различные приложения полагаются на пассивное управление жидкостью с использованием капиллярных сил в виде элементов, изменяющих капиллярный поток, подобных резисторам потока и ускорителям потока. В некоторых приложениях дополнительно используются внешние средства управления для направленной транспортировки среды. Примерами являются вращательные приводы, применяющие центробежные силы для транспортировки жидкости по пассивным чипам. Активная микрофлюидика означает определенные манипуляции с рабочей жидкостью с помощью активных (микро) компонентов, таких как микронасосы или микроклапаны . Микронасосы подают жидкости непрерывно или используются для дозирования. Микроклапаны определяют направление потока или режим движения перекачиваемой жидкости. Часто процессы, обычно выполняемые в лаборатории, миниатюризируются на одном чипе, что повышает эффективность и мобильность, а также уменьшает объемы проб и реагентов.

Микромасштабное поведение жидкостей

Микрофлюидные устройства из силиконовой резины и стекла. Вверху: фотография устройств. Внизу: фазово-контрастные микрофотографии змеевидного канала шириной ~15 мкм .

Поведение жидкостей на микроуровне может отличаться от «макрофлюидного» поведения тем, что в системе начинают доминировать такие факторы, как поверхностное натяжение , рассеивание энергии и сопротивление жидкости. Микрофлюидика изучает, как меняется такое поведение и как его можно обойти или использовать для новых целей. [2] [3] [4] [5] [6]

В небольших масштабах (размер канала от 100 нанометров до 500 микрометров ) проявляются некоторые интересные, а иногда и неинтуитивные свойства. В частности, число Рейнольдса (которое сравнивает влияние импульса жидкости с эффектом вязкости ) может стать очень низким. Ключевым следствием является то, что встречно текущие жидкости не обязательно смешиваются в традиционном смысле, поскольку поток становится ламинарным , а не турбулентным ; Молекулярный транспорт между ними часто должен осуществляться посредством диффузии . [7]

Также может быть обеспечена высокая специфичность химических и физических свойств (концентрация, pH, температура, сила сдвига и т. д.), что приводит к более однородным условиям реакции и более высокому качеству продуктов в одно- и многостадийных реакциях. [8] [9]

Различные виды микрофлюидных потоков

Микрофлюидные потоки необходимо ограничивать только геометрическим масштабом длины — способы и методы, используемые для достижения такого геометрического ограничения, сильно зависят от целевого приложения. [10] Традиционно микрожидкостные потоки генерируются внутри закрытых каналов с поперечным сечением канала порядка 10 мкм x 10 мкм. Каждый из этих методов имеет свои собственные методы поддержания устойчивого потока жидкости, которые отработаны за несколько лет. [ нужна цитата ]

Открытая микрофлюидика

Поведение жидкостей и их контроль в открытых микроканалах были впервые исследованы примерно в 2005 году [11] и применены при сборе проб воздух-жидкость [12] [13] и хроматографии. [14] В открытой микрофлюидике по крайней мере одна граница системы удаляется, подвергая жидкость воздействию воздуха или другой границы раздела (т. е. жидкости). [15] [16] [17] Преимущества открытой микрофлюидики включают доступность текущей жидкости для вмешательства, большую площадь поверхности жидкость-газ и минимальное образование пузырьков. [18] [15] [17] [19] Еще одним преимуществом открытой микрофлюидики является способность интегрировать открытые системы с потоком жидкости, управляемым поверхностным натяжением, что устраняет необходимость во внешних методах откачки, таких как перистальтические или шприцевые насосы. [20] Открытые микрофлюидные устройства также легко и недорого изготовить путем фрезерования, термоформования и горячего тиснения. [21] [22] [23] [24] Кроме того, открытая микрофлюидика устраняет необходимость склеивать или приклеивать крышки устройств, что может нанести ущерб капиллярным потокам. Примеры открытой микрофлюидики включают микрофлюидику с открытыми каналами, микрофлюидику на основе рельсов, микрофлюидику на основе бумаги и микрофлюидику на основе нитей. [15] [20] [25] К недостаткам открытых систем относятся подверженность испарению, [26] загрязнение, [27] и ограниченная скорость потока. [17]

Микрофлюидика с непрерывным потоком

Микрофлюидика с непрерывным потоком основана на контроле установившегося потока жидкости через узкие каналы или пористые среды преимущественно путем ускорения или замедления потока жидкости в капиллярных элементах. [28] В бумажной микрофлюидике капиллярные элементы могут быть получены за счет простого изменения геометрии сечения. В общем, приведение потока жидкости в действие осуществляется либо внешними источниками давления , внешними механическими насосами , встроенными механическими микронасосами , либо комбинацией капиллярных сил и электрокинетических механизмов. [29] [30] Микрофлюидная операция с непрерывным потоком является основным подходом, поскольку ее легко реализовать и она менее чувствительна к проблемам загрязнения белками. Устройства непрерывного потока подходят для многих четко определенных и простых биохимических применений, а также для определенных задач, таких как химическое разделение, но они менее подходят для задач, требующих высокой степени гибкости или манипуляций с жидкостями. Эти системы с закрытыми каналами по своей сути сложно интегрировать и масштабировать, поскольку параметры, управляющие полем потока, изменяются вдоль пути потока, что делает поток жидкости в любом месте зависимым от свойств всей системы. Постоянно протравленные микроструктуры также приводят к ограниченной возможности реконфигурации и плохой отказоустойчивости. В последние годы были предложены подходы к автоматизации компьютерного проектирования микрофлюидики с непрерывным потоком, чтобы облегчить усилия по проектированию и решить проблемы масштабируемости. [31]

микродатчик жидкости

Возможности мониторинга процессов в системах с непрерывным потоком могут быть реализованы с помощью высокочувствительных микрофлюидных датчиков потока на основе технологии MEMS , которые обеспечивают разрешение до нанолитрового диапазона. [32]

Микрофлюидика на основе капель

Видео с высокой частотой кадров, демонстрирующее образование отщеплений микропузырьков в микрофлюидном устройстве, фокусирующем поток [33]

Микрофлюидика на основе капель — это подкатегория микрофлюидики, в отличие от непрерывной микрофлюидики; капельная микрофлюидика манипулирует дискретными объемами жидкостей в несмешивающихся фазах с низким числом Рейнольдса и ламинарными режимами потока. Интерес к системам микрофлюидики на основе капель существенно возрос за последние десятилетия. Микрокапли позволяют удобно обрабатывать миниатюрные объемы (от мкл до фл) жидкостей, обеспечивают лучшее смешивание, инкапсуляцию, сортировку и считывание, а также подходят для экспериментов с высокой производительностью. [34] Эффективное использование преимуществ микрофлюидики на основе капель требует глубокого понимания процесса генерации капель [35] для выполнения различных логических операций [36] [37] , таких как манипулирование каплями, [38] сортировка капель, [39] слияние капель, [40] и распад капель. [41]

Цифровая микрофлюидика

Альтернативы вышеупомянутым системам с непрерывным потоком с закрытыми каналами включают новые открытые структуры, в которых дискретными, независимо управляемыми каплями манипулируют на подложке с помощью электросмачивания . По аналогии с цифровой микроэлектроникой этот подход получил название цифровой микрофлюидики . Ле Пезан и др. первым применил электрокапиллярные силы для перемещения капель по цифровой дорожке. [42] «Жидкостный транзистор», впервые изобретенный Cytonix [43], также сыграл свою роль. Впоследствии технология была коммерциализирована Университетом Дьюка. Используя дискретные капли единичного объема, [35] микрофлюидную функцию можно свести к набору повторяющихся основных операций, т. е. перемещению одной единицы жидкости на одну единицу расстояния. Этот метод «оцифровки» облегчает использование иерархического и клеточного подхода для проектирования микрофлюидных биочипов. Таким образом, цифровая микрофлюидика предлагает гибкую и масштабируемую системную архитектуру, а также высокую отказоустойчивость . Более того, поскольку каждой каплей можно управлять независимо, эти системы также обладают динамической реконфигурируемостью, благодаря чему группы элементарных ячеек в микрофлюидном массиве могут быть реконфигурированы для изменения их функциональности во время одновременного выполнения набора биоанализов. Хотя управление каплями осуществляется в ограниченных микрофлюидных каналах, поскольку контроль капель не является независимым, его не следует путать с «цифровой микрофлюидикой». Одним из распространенных методов срабатывания цифровой микрофлюидики является электросмачивание диэлектрика ( EWOD ). [44] Многие приложения «лаборатория на чипе» были продемонстрированы в рамках парадигмы цифровой микрофлюидики с использованием электросмачивания. Однако недавно были продемонстрированы и другие методы манипулирования каплями с использованием магнитной силы, [45] поверхностных акустических волн , [46] оптоэлектросмачивания , механического воздействия и т. д.

Микрофлюидика на бумаге

Микрофлюидные устройства на бумажной основе заполняют растущую нишу портативных, дешевых и удобных в использовании медицинских диагностических систем. [48] ​​Микрофлюидика на основе бумаги основана на явлении капиллярного проникновения в пористые среды. [49] Чтобы настроить проникновение жидкости в пористые подложки, такие как бумага, в двух и трех измерениях, можно контролировать структуру пор, смачиваемость и геометрию микрофлюидных устройств, в то время как вязкость и скорость испарения жидкости играют еще большую роль. Многие такие устройства имеют гидрофобные барьеры на гидрофильной бумаге, которые пассивно транспортируют водные растворы к выходам, где происходят биологические реакции. [50] Бумажная микрофлюидика рассматривается как портативный биосенсор, используемый в удаленных условиях, где современные медицинские диагностические инструменты недоступны. [51] Текущие приложения включают портативное обнаружение глюкозы [52] и тестирование окружающей среды, [53] с надеждой охватить области, где отсутствуют передовые медицинские диагностические инструменты.

Микрофлюидика обнаружения частиц

Одной из областей применения, в которой были реализованы значительные академические и некоторые коммерческие усилия, является область обнаружения частиц в жидкостях. Обнаружение мелких переносимых жидкостью частиц диаметром примерно до 1 мкм обычно осуществляется с помощью счетчика Коултера , в котором электрические сигналы генерируются, когда слабопроводящая жидкость, такая как соленая вода , проходит через небольшой (диаметр ~ 100 мкм) ) поры, так что генерируется электрический сигнал, прямо пропорциональный отношению объема частицы к объему поры. Физика, лежащая в основе этого, относительно проста и описана в классической статье ДеБлуа и Бина [54] , а реализация впервые описана в оригинальном патенте Коултера. [55] Этот метод используется, например, для определения размера и подсчета эритроцитов (эритроцитов [вики]), а также лейкоцитов (лейкоцитов ) для стандартного анализа крови. Общий термин для этого метода — резистивное импульсное зондирование (RPS); Подсчет сошников — это торговая марка. Однако метод RPS не работает хорошо для частиц диаметром менее 1 мкм, поскольку отношение сигнал/шум падает ниже надежно обнаруживаемого предела, определяемого в основном размером пор, через которые проходит аналит, и входным шумом усилитель первой ступени . [ нужна цитата ]

Предел размера пор в традиционных счетчиках RPS Coulter устанавливается методом изготовления пор, который, хотя и является коммерческой тайной, скорее всего [ по мнению кого? ] использует традиционные механические методы. Именно здесь микрофлюидика может оказать влияние: производство микрофлюидных устройств на основе литографии или, что более вероятно, производство многоразовых форм для изготовления микрофлюидных устройств с использованием процесса формования , ограничено размерами, намного меньшими, чем традиционная механическая обработка . Критические размеры до 1 мкм легко изготовить, а, приложив немного больше усилий и затрат, можно надежно моделировать элементы размером менее 100 нм. Это позволяет недорого производить поры, интегрированные в микрофлюидный контур, где диаметр пор может достигать размеров порядка 100 нм, с одновременным уменьшением минимального диаметра частиц на несколько порядков.

В результате в университетах были разработаны методы подсчета и определения размера микрожидкостных частиц [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [ 65] [ чрезмерное цитирование ] с сопутствующей коммерциализацией этой технологии. Этот метод получил название микрофлюидного резистивного импульсного зондирования (MRPS).

Микрофлюидный магнитофорез

Одной из основных областей применения микрофлюидных устройств является разделение и сортировка различных жидкостей или типов клеток. Последние разработки в области микрофлюидики привели к интеграции микрофлюидных устройств с магнитофорезом: миграция частиц с помощью магнитного поля . [66] Этого можно достичь, направляя жидкость, содержащую по меньшей мере один магнитный компонент, через микрофлюидный канал, магнит которого расположен по длине канала. Это создает магнитное поле внутри микрофлюидного канала, которое притягивает к себе магнитно- активные вещества, эффективно разделяя магнитные и немагнитные компоненты жидкости. Этот метод можно легко использовать в промышленных условиях, где имеющаяся жидкость уже содержит магнитно-активный материал. Например, некоторые металлические примеси могут попасть в некоторые потребляемые жидкости, а именно в молоко и другие молочные продукты. [67] В случае с молоком многие из этих металлических примесей проявляют парамагнетизм . Таким образом, перед упаковкой молоко можно пропускать через каналы с магнитным градиентом для очистки от металлических примесей.

Другие, более ориентированные на исследования применения микрофлюидного магнитофореза многочисленны и обычно направлены на разделение клеток . Общий способ достижения этой цели включает в себя несколько шагов. Во-первых, парамагнитное вещество (обычно микро/ наночастицы или парамагнитная жидкость ) [68] должно быть функционализировано для воздействия на интересующий тип клеток. Этого можно достичь путем идентификации трансмембранного белка , уникального для интересующего типа клеток, и последующей функционализации магнитных частиц комплементарным антигеном или антителом . [67] [69] [70] [71] [72] Как только магнитные частицы функционализируются, они диспергируются в смеси клеток, где они связываются только с интересующими клетками. Полученную смесь клеток и частиц затем можно пропустить через микрофлюидное устройство с магнитным полем, чтобы отделить целевые клетки от остальных.

И наоборот, магнитофорез с использованием микрофлюидной системы может использоваться для облегчения эффективного смешивания внутри микрокапель или пробок. Для этого в микрокапли вводят парамагнитные наночастицы, которые протекают через прямой канал, проходящий через быстропеременные магнитные поля. Это приводит к тому, что магнитные частицы быстро перемещаются из стороны в сторону внутри капли, что приводит к перемешиванию содержимого микрокапель. [71] Это устраняет необходимость утомительных инженерных расчетов, которые необходимы для традиционного канального смешивания капель. Другие исследования также показали, что разделение клеток без меток может быть возможным путем суспендирования клеток в парамагнитной жидкости и использования эффекта магнито-Архимеда. [73] [74] Хотя это действительно устраняет сложность функционализации частиц, необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять феномен магнито-Архимеда и то, как его можно использовать с этой целью. Это не исчерпывающий список различных применений магнитофореза с микрофлюидной поддержкой; приведенные выше примеры просто подчеркивают универсальность этого метода разделения как в текущих, так и в будущих приложениях.

Ключевые области применения

Микрофлюидные структуры включают микропневматические системы, т.е. микросистемы для работы с жидкостями вне чипа (жидкостные насосы, газовые клапаны и т. д.) и микрофлюидные структуры для обработки на кристалле объемов нанолитров (nl) и пиколитров (pl). [75] На сегодняшний день наиболее успешным коммерческим применением микрофлюидики является струйная печатающая головка . [76] Кроме того, достижения в области микрофлюидного производства означают, что производители могут производить устройства из недорогого пластика [77] и автоматически проверять качество деталей. [78]


Достижения в технологии микрофлюидики произвели революцию в процедурах молекулярной биологии для ферментативного анализа (например, анализы глюкозы и лактата ), анализа ДНК (например, полимеразная цепная реакция и высокопроизводительное секвенирование ), протеомики и химического синтеза. [28] [79] Основная идея микрофлюидных биочипов заключается в объединении аналитических операций, таких как обнаружение, а также предварительная обработка и подготовка образцов на одном чипе. [80] [81]

Новой областью применения биочипов является клиническая патология , особенно немедленная диагностика заболеваний . [82] Кроме того, устройства на основе микрофлюидики, способные непрерывно отбирать пробы и тестировать в реальном времени пробы воздуха/воды на наличие биохимических токсинов и других опасных патогенов , [83] могут служить постоянно включенной «биологической дымовой сигнализацией» для предварительное оповещение.

Микрофлюидные технологии привели к созданию мощных инструментов для биологов, позволяющих контролировать всю клеточную среду, что привело к новым вопросам и открытиям. Ниже перечислены многие разнообразные преимущества этой технологии для микробиологии:

Некоторые из этих областей более подробно рассматриваются в разделах ниже:

ДНК-чипы (микрочипы)

Ранние биочипы были основаны на идее ДНК-микрочипа , например, GeneChip DNAarray от Affymetrix , который представляет собой кусок стекла, пластика или кремния, на котором кусочки ДНК (зонды) прикреплены в виде микроскопического массива. Подобно микрочипу ДНК , белковый массив представляет собой миниатюрный массив, в котором на поверхности чипа нанесено множество различных захватывающих агентов, чаще всего моноклональных антител ; они используются для определения присутствия и/или количества белков в биологических образцах, например, крови . Недостатком массивов ДНК и белков является то, что их невозможно ни реконфигурировать, ни масштабировать после производства. Цифровая микрофлюидика была описана как средство проведения цифровой ПЦР .

Молекулярная биология

Помимо микрочипов были разработаны биочипы для двумерного электрофореза , [93] анализа транскриптома , [94] и ПЦР- амплификации. [95] Другие применения включают различные применения электрофореза и жидкостной хроматографии для белков и ДНК , разделение клеток, в частности, разделение клеток крови, анализ белков, манипуляции с клетками и анализ, включая анализ жизнеспособности клеток [34] и захват микроорганизмов . [81]

Эволюционная биология

Объединив микрофлюидику с ландшафтной экологией и нанофлюидикой , можно создать нано/микрофлюидный ландшафт путем создания локальных участков среды обитания бактерий и соединения их коридорами распространения. Полученные ландшафты могут быть использованы в качестве физической реализации адаптивного ландшафта [ 96] путем создания пространственной мозаики участков возможностей, распределенных в пространстве и времени. Пятнистая природа этих флюидных ландшафтов позволяет изучать адаптацию бактериальных клеток в метапопуляционной системе. Эволюционная экология этих бактериальных систем в этих синтетических экосистемах позволяет использовать биофизику для решения вопросов эволюционной биологии .

Поведение клеток

Способность создавать точные и тщательно контролируемые градиенты хемоаттрактантов делает микрофлюидику идеальным инструментом для изучения подвижности, [97] хемотаксиса и способности развивать/развивать устойчивость к антибиотикам в небольших популяциях микроорганизмов и за короткий период времени. Эти микроорганизмы, включая бактерии [98] и широкий спектр организмов, образующих морскую микробную петлю , [99] ответственны за регулирование большей части биогеохимии океанов.

Микрофлюидика также во многом помогла изучению дуротаксиса, облегчив создание градиентов дуротаксиса (жесткости).

Клеточная биофизика

Исправляя движение отдельных плавающих бактерий, [100] микрофлюидные структуры можно использовать для извлечения механического движения из популяции подвижных бактериальных клеток. [101] Таким образом, можно построить роторы, работающие на бактериях. [102] [103]

Оптика

Слияние микрофлюидики и оптики типично, известное как оптофлюидика . Примерами оптофлюидных устройств являются перестраиваемые матрицы микролинз [104] [105] и оптофлюидные микроскопы.

Микрофлюидный поток обеспечивает быструю пропускную способность образцов, автоматическую визуализацию больших популяций образцов, а также возможности 3D. [106] [107] или сверхразрешение. [108]

Лаборатория фотоники на чипе (PhLOC)

Из-за роста проблем безопасности и эксплуатационных затрат на распространенные аналитические методы ( ICP-MS , ICP-AAS и ICP-OES [109] ) лаборатория фотоники на чипе (PhLOC) становится все более популярным инструментом для анализа. актинидов и нитратов в отработавших ядерных отходах. PhLOC основан на одновременном применении рамановской и УФ-Вид-БИК- спектроскопии [110] , что позволяет анализировать более сложные смеси, содержащие несколько актинидов в разных степенях окисления. [111] Измерения, выполненные с помощью этих методов, были подтверждены на массовом уровне для промышленных испытаний, [109] [112] и, как наблюдалось, имеют гораздо меньшую дисперсию на микромасштабе. [113] Было обнаружено, что этот подход имеет молярные коэффициенты экстинкции (УФ-Вид) в соответствии с известными литературными значениями в сравнительно большом диапазоне концентраций для 150 мкл [111] за счет удлинения измерительного канала и подчиняется закону Бера на микрочастотах. -шкала для U(IV). [114] Благодаря развитию спектрофотометрического подхода к анализу отработавшего топлива был создан оперативный метод измерения количеств реагентов, увеличивающий скорость анализа проб и, таким образом, уменьшающий размер отклонений, обнаруживаемых при переработке. [112]

Благодаря применению PhLOC повышается гибкость и безопасность методов работы. Поскольку анализ отработавшего ядерного топлива предполагает чрезвычайно суровые условия, использование одноразовых и быстроизготовляемых устройств (на основе литых и/или гравируемых материалов, таких как ПДМС, ПММА и стекло [115] ) является предпочтительным, хотя необходимо учитывать целостность материала. в конкретных суровых условиях. [114] Благодаря использованию оптоволоконной связи устройство можно изолировать от приборов, предотвращая радиационное повреждение и сводя к минимуму воздействие потенциально вредного излучения на персонал лаборатории, что невозможно ни в лабораторных масштабах, ни при прежних стандартах анализа. [111] Усадка устройства также позволяет использовать меньшее количество аналита, уменьшая количество образующихся отходов и воздействие опасных материалов. [111]

В настоящее время оценивается расширение PhLOC для миниатюризации исследований полного ядерного топливного цикла, при этом этапы процесса PUREX успешно демонстрируются на микромасштабе. [110] Аналогичным образом, ожидается, что микрофлюидная технология, разработанная для анализа отработанного ядерного топлива, будет горизонтально расширяться до анализа других актинидов, лантаноидов и переходных металлов практически без модификаций. [111]

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)

ВЭЖХ в области микрофлюидики бывает двух разных форм. Ранние разработки включали пропускание жидкости через колонку ВЭЖХ, затем перенос элюированной жидкости на микрофлюидные чипы и непосредственное присоединение колонок ВЭЖХ к микрофлюидному чипу. [116] Преимущество ранних методов заключалось в более простом обнаружении с помощью определенных машин, например тех, которые измеряют флуоресценцию. [117] В более поздних разработках колонки ВЭЖХ полностью интегрированы в микрофлюидные чипы. Основным преимуществом интеграции колонок ВЭЖХ в микрофлюидные устройства является меньший форм-фактор, который может быть достигнут, что позволяет комбинировать дополнительные функции в одном микрофлюидном чипе. Интегрированные чипы также могут быть изготовлены из множества различных материалов, включая стекло и полиимид, которые сильно отличаются от стандартного материала ПДМС , используемого во многих различных микрофлюидных устройствах на основе капель. [118] [119] Это важная особенность, поскольку различные применения микрофлюидных чипов ВЭЖХ могут требовать разного давления. PDMS не работает при использовании под высоким давлением по сравнению со стеклом и полиимидом. Высокая универсальность интеграции ВЭЖХ обеспечивает надежность за счет отсутствия соединений и фитингов между колонкой и чипом. [120] Возможность создания подобных конструкций в будущем позволит области микрофлюидики продолжать расширять свои потенциальные применения.

Потенциальные области применения интегрированных колонок ВЭЖХ в микрофлюидных устройствах за последние 10–15 лет оказались обширными. Интеграция таких колонок позволяет проводить эксперименты там, где материалы были малодоступны или очень дороги, например, при биологическом анализе белков. Такое сокращение объемов реагентов позволяет проводить новые эксперименты, такие как анализ одноклеточного белка, который из-за ограничений по размеру предшествующих устройств раньше проходил с большими трудностями. [121] Сочетание чипов ВЭЖХ с другими методами спектрометрии, такими как масс-спектрометрия, позволяет повысить уверенность в идентификации желаемых видов, таких как белки. [122] Также были созданы микрофлюидные чипы с внутренними линиями задержки, которые позволяют генерировать градиент для дальнейшего улучшения ВЭЖХ, что может уменьшить необходимость дальнейшего разделения. [123] Некоторые другие практические применения интегрированных чипов ВЭЖХ включают определение присутствия лекарств в организме человека по волосам [124] и мечение пептидов посредством обращенно-фазовой жидкостной хроматографии. [125]

Акустический выброс капель (ADE)

Акустический выброс капель использует импульс ультразвука для перемещения небольших объемов жидкостей (обычно нанолитров или пиколитров) без какого-либо физического контакта. Эта технология фокусирует акустическую энергию в образце жидкости, выбрасывая капли размером до одной миллионной доли литра (пиколитр = 10-12 литров ). Технология ADE представляет собой очень щадящий процесс, и ее можно использовать для переноса белков, высокомолекулярной ДНК и живых клеток без повреждения или потери жизнеспособности. Эта особенность делает технологию подходящей для широкого спектра применений, включая протеомику и клеточные анализы.

Топливные элементы

Микрожидкостные топливные элементы могут использовать ламинарный поток для разделения топлива и его окислителя, чтобы контролировать взаимодействие двух жидкостей без физического барьера, который требуется для обычных топливных элементов. [126] [127] [128]

Астробиология

Чтобы понять перспективы существования жизни в других частях Вселенной, астробиологи заинтересованы в измерении химического состава внепланетных тел. [129] Благодаря своему небольшому размеру и широкому функционалу микрофлюидные устройства идеально подходят для удаленного анализа проб. [130] [131] [132] В внеземном образце содержание органических веществ можно оценить с помощью микрочипового капиллярного электрофореза и селективных флуоресцентных красителей. [133] Эти устройства способны обнаруживать аминокислоты , [134] пептиды , [135] жирные кислоты , [136] и простые альдегиды , кетоны , [137] и тиолы . [138] Эти анализы, объединенные вместе, могут позволить эффективно обнаружить ключевые компоненты жизни и, мы надеемся, послужат основой для наших поисков функционирующей внеземной жизни. [139]

Наука о еде

Микрофлюидные методы, такие как капельная микрофлюидика, бумажная микрофлюидика и « лаборатория на чипе», используются в области пищевой науки в различных категориях. [140] Исследования в области питания, [141] [142] пищевой промышленности и безопасности пищевых продуктов выигрывают от микрофлюидной техники, поскольку эксперименты можно проводить с меньшим количеством реагентов. [140]

Пищевая промышленность требует возможности обеспечить стабильность пищевых продуктов при хранении, например, с помощью эмульсий или добавок консервантов. Такие методы, как капельная микрофлюидика, используются для создания эмульсий, которые являются более контролируемыми и сложными, чем те, которые создаются путем традиционной гомогенизации, благодаря достижимой точности капель. Использование микрофлюидики для эмульсий также более энергоэффективно по сравнению с гомогенизацией, при которой «только 5% подаваемой энергии используется для создания эмульсии, а остальная часть рассеивается в виде тепла». [143] Хотя эти методы имеют свои преимущества, в настоящее время им не хватает возможности производить их в больших масштабах, необходимых для коммерциализации. [144] Микрофлюидика также используется в исследованиях, поскольку она позволяет внедрять инновации в пищевой химии и пищевой промышленности. [140] [144] Примером исследований в области пищевой инженерии является новое микро-3D-печатное устройство, изготовленное для исследования производства капель для потенциального использования в пищевой промышленности, особенно при работе с улучшающими эмульсиями. [145]

Бумажная и капельная микрофлюидика позволяют создавать устройства, способные обнаруживать небольшие количества нежелательных бактерий или химических веществ, что делает их полезными для обеспечения безопасности и анализа пищевых продуктов. [146] Микрофлюидные устройства на бумажной основе часто называют микрофлюидными аналитическими устройствами на бумажной основе (мкПАД) и могут обнаруживать такие вещества, как нитраты, [147] консерванты, [148] или антибиотики [149] в мясе с помощью колориметрической реакции, которая можно обнаружить с помощью смартфона. Эти методы исследуются, поскольку они используют меньше реагентов, пространства и времени по сравнению с традиционными методами, такими как жидкостная хроматография. µPAD также позволяют проводить домашние тесты на обнаружение, что представляет интерес для людей, страдающих аллергией и непереносимостью. [147] В дополнение к бумажным методам исследования показывают, что капельная микрофлюидика обещает значительно сократить время, необходимое для подтверждения жизнеспособного бактериального загрязнения сельскохозяйственных вод в отечественной и международной пищевой промышленности. [146]

Будущие направления

Микрофлюидика для персонализированного лечения рака

Персонализированное лечение рака — это адаптированный метод, основанный на диагнозе и биографии пациента. Микрофлюидная технология обеспечивает чувствительное обнаружение с более высокой производительностью, а также сокращением времени и затрат. Для персонализированного лечения рака очень важны состав опухоли и чувствительность к лекарствам. [150]

Реакцию пациента на лекарство можно предсказать на основе состояния биомаркеров , а тяжесть и прогрессирование заболевания можно предсказать на основе атипичного присутствия специфических клеток. [151] Капля - кПЦР представляет собой капельную микрофлюидную технологию, при которой капли транспортируются в многоразовом капилляре и поочередно протекают через две области, в которых поддерживаются разные постоянные температуры и обнаружение флуоресценции. Обнаружение Her2 может быть эффективным с низким риском контаминации . [150] Метод цифровой капельной ПЦР можно использовать для обнаружения мутаций KRAS с помощью зондов TaqMan , чтобы улучшить обнаружение соотношения мутативных генов. [152] Кроме того, точный прогноз послеоперационного прогрессирования заболевания у пациентов с раком молочной железы  или простаты имеет важное значение для определения послеоперационного лечения. Простая микрофлюидная камера, покрытая тщательно составленной смесью внеклеточного матрикса, используется для клеток, полученных в результате биопсии опухоли после 72 часов роста и тщательной оценки клеток с помощью визуализации. [153]

Микрофлюидика также подходит для анализа циркулирующих опухолевых клеток (ЦОК) и жидкостного биопсийного анализа, не содержащего ЦОК . Шарики конъюгируют с антителами к молекуле адгезии антиэпителиальных клеток (EpCAM) для положительной селекции в чипе для выделения ЦОК (iCHIP) . [154] ЦОК также можно обнаружить, используя закисление микроокружения опухоли и разницу в емкости мембран. [155] [156] ЦОК выделяют из крови с помощью микрофлюидного устройства и культивируют на чипе , что может быть методом получения большего количества биологической информации за один анализ. Например, его можно использовать для проверки выживаемости клеток 40 различных лекарств или комбинаций лекарств. [157] Внеклеточные везикулы опухолевого происхождения можно выделить из мочи и обнаружить с помощью встроенного микрофлюидного устройства с двойной фильтрацией; их также можно выделить из крови и обнаружить методом электрохимического зондирования с помощью ферментативного анализа с двухуровневой амплификацией . [158] [159]

Опухолевые материалы можно напрямую использовать для обнаружения с помощью микрофлюидных устройств. Для скрининга первичных клеток на наличие лекарств часто необходимо отличить раковые клетки от нераковых. Микрофлюидный чип , основанный на способности клеток проходить через небольшие сужения, может сортировать типы клеток и метастазы . [160] Микрофлюидные устройства на основе капель имеют потенциал для скрининга различных лекарств или комбинаций лекарств непосредственно на образце первичной опухоли с высокой точностью. Для улучшения этой стратегии более эффективна микрофлюидная программа с последовательным введением коктейлей лекарств в сочетании с флуоресцентными штрих-кодами. [161] Другая передовая стратегия заключается в обнаружении темпов роста одиночных клеток с помощью подвешенных микроканальных резонаторов, которые могут предсказать чувствительность к лекарствам редких ЦОК . [162]

Устройства микрофлюидики также могут моделировать микроокружение опухоли , что помогает тестировать противораковые препараты. Микрофлюидные устройства с 2D- или 3D-культурами клеток можно использовать для анализа сфероидов на предмет различных раковых систем (таких как рак легких и рак яичников ), а также они необходимы для нескольких противораковых препаратов и тестов на токсичность. Эту стратегию можно улучшить за счет увеличения производительности и производства сфероидов. Например, одно капельное микрофлюидное устройство для 3D-культуры клеток производит 500 сфероидов на чип. [163] Эти сфероиды можно дольше культивировать в различных условиях для анализа и мониторинга. Другая передовая технология — «органы на чипе» , и ее можно использовать для моделирования нескольких органов для определения метаболизма и активности лекарств на основе имитации сосудов , а также имитации pH , кислорода … для анализа взаимосвязи между лекарствами. и окружение органов человека. [163]

Недавней стратегией является иммунопреципитация одноклеточного хроматина (ChiP) – секвенирование в каплях , которое работает путем сочетания капельного секвенирования одноклеточной РНК с антителами со штрих-кодом ДНК , возможно, для изучения гетерогенности опухоли по генотипу и фенотипу для выбора персонализированного антигена. -раковые препараты и предотвращение рецидива рака. [164]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уайтсайдс, Джордж М. (июль 2006 г.). «Истоки и будущее микрофлюидики». Природа . 442 (7101): 368–373. Бибкод : 2006Natur.442..368W. дои : 10.1038/nature05058. ISSN  0028-0836. PMID  16871203. S2CID  205210989.
  2. ^ Терри С.К., Джерман Дж.Х., Энджелл Дж.Б. (декабрь 1979 г.). «Газохроматографический анализатор воздуха, изготовленный на кремниевой пластине». Транзакции IEEE на электронных устройствах . 26 (12): 1880–6. Бибкод : 1979ITED...26.1880T. дои : 10.1109/T-ED.1979.19791. S2CID  21971431.
  3. ^ Кирби Би Джей (2010). Микро- и наномеханика жидкости: транспорт в микрофлюидных устройствах. Издательство Кембриджского университета . Архивировано из оригинала 28 апреля 2019 г. Проверено 13 февраля 2010 г.
  4. ^ Карниадакис Г.М., Бескок А., Алуру Н. (2005). Микропотоки и нанопотоки . Спрингер Верлаг .
  5. ^ Брюус Х (2007). Теоретическая микрофлюидика . Издательство Оксфордского университета .
  6. ^ Школьников В (2019). Принципы микрофлюидики . ISBN 978-1790217281.
  7. ^ Табелирование P (2005). Введение в микрофлюидику . Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0-19-856864-3.
  8. ^ Чоккалингам В., Вайденхоф Б., Кремер М., Майер В.Ф., Хермингхаус С., Зееманн Р. (июль 2010 г.). «Оптимизированная схема микрофлюидики на основе капель для золь-гель реакций». Лаборатория на чипе . 10 (13): 1700–1705. дои : 10.1039/b926976b. ПМИД  20405061.
  9. ^ Шестопалов И., Тайс Дж.Д., Исмагилов Р.Ф. (август 2004 г.). «Многоэтапный синтез наночастиц, выполняемый в миллисекундном масштабе времени в микрожидкостной системе на основе капель». Лаборатория на чипе . 4 (4): 316–321. дои : 10.1039/b403378g. ПМИД  15269797.
  10. ^ Thomas DJ, McCall C, Tehrani Z, Claypole TC (июнь 2017 г.). «Лаборатория на кристалле с трехмерной печатью с микроэлектроникой и интеграцией кремния». Точка ухода . 16 (2): 97–101. дои : 10.1097/POC.0000000000000132. S2CID  58306257.
  11. ^ Мелин Дж., ван дер Вейнгаарт В., Стемм Г. (июнь 2005 г.). «Аспекты поведения и конструкции микроканалов для жидкости с непрерывным потоком, закрытые-открытые-закрытые». Лаборатория на чипе . 5 (6): 682–686. дои : 10.1039/b501781e. ПМИД  15915262.
  12. ^ Фриск Т., Рённхольм Д., ван дер Вейнгаарт В., Стемме Г. (декабрь 2006 г.). «Микромашинный интерфейс для переноса пробы в жидкость по воздуху и его применение в биосенсорной системе». Лаборатория на чипе . 6 (12): 1504–1509. дои : 10.1039/B612526N. ПМИД  17203153.
  13. ^ Фриск Т., Сандстрем Н., Энг Л., ван дер Вейнгаарт В., Монссон П., Стемме Г. (октябрь 2008 г.). «Интегрированная микросистема обнаружения наркотиков на основе QCM». Лаборатория на чипе . 8 (10): 1648–1657. дои : 10.1039/b800487k. ПМИД  18813386.
  14. ^ Джексен Дж, Фриск Т, Редеби Т, Пармар В, ван дер Вейнгаарт В, Стемм Г, Эммер А (июль 2007 г.). «Офлайн-интеграция КЭ и MALDI-MS с использованием микроканальной системы закрыто-открыто-закрыто». Электрофорез . 28 (14): 2458–2465. дои : 10.1002/elps.200600735 . PMID  17577881. S2CID  16337938.
  15. ^ abc Бертье Дж., Бракке К.А., Бертье Э. (01.08.2016). Открытая микрофлюидика . дои : 10.1002/9781118720936. ISBN 9781118720936.
  16. ^ Пфол Т., Мугеле Ф., Зееманн Р., Хермингхаус С. (декабрь 2003 г.). «Тенденции в микрофлюидике со сложными жидкостями» (PDF) . ХимияФизХим . 4 (12): 1291–1298. дои : 10.1002/cphc.200300847. ПМИД  14714376.
  17. ^ abc Кайгала Г.В., Ловчик Р.Д., Деламарш Э. (ноябрь 2012 г.). «Микрофлюидика в «открытом космосе» для проведения локализованной химии на биологических интерфейсах». Ангеванде Хеми . 51 (45): 11224–11240. дои : 10.1002/anie.201201798. ПМИД  23111955.
  18. ^ Лейд, РК; Йохем, Канзас; Макоско, CW; Фрэнсис, LF (2018). «Капиллярные покрытия: динамика течения и высыхания в открытых микроканалах». Ленгмюр . 34 (26): 7624–7639. doi : 10.1021/acs.langmuir.8b00811. ПМИД  29787270.
  19. ↑ Ли С, Бобан М, Тутея А (апрель 2017 г.). «Эмульгирование вода в масле с открытым каналом в микрофлюидных устройствах на бумажной основе». Лаборатория на чипе . 17 (8): 1436–1441. дои : 10.1039/c7lc00114b. PMID  28322402. S2CID  5046916.
  20. ^ ab Casavant BP, Бертье Э, Теберг AB, Бертье Дж, Монтанес-Саури SI, Бишель LL и др. (Июнь 2013). «Подвесная микрофлюидика». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (25): 10111–10116. Бибкод : 2013PNAS..11010111C. дои : 10.1073/pnas.1302566110 . ПМЦ 3690848 . ПМИД  23729815. 
  21. ^ Guckenberger DJ, de Groot TE, Wan AM, Beebe DJ, Young EW (июнь 2015 г.). «Микрофрезерование: метод сверхбыстрого прототипирования пластиковых микрофлюидных устройств». Лаборатория на чипе . 15 (11): 2364–2378. дои : 10.1039/c5lc00234f. ПМЦ 4439323 . ПМИД  25906246. 
  22. ^ Тракенмюллер Р., Руммлер З., Шаллер Т., Шомбург В.К. (13 июня 2002 г.). «Недорогое термоформование чипов микрофлюидного анализа». Журнал микромеханики и микроинженерии . 12 (4): 375–379. Бибкод : 2002JMiMi..12..375T. дои : 10.1088/0960-1317/12/4/304. ISSN  0960-1317. S2CID  250860338.
  23. ^ Чон Дж.С., Чунг С., Камм Р.Д., Чарест Дж.Л. (апрель 2011 г.). «Горячее тиснение для изготовления микрофлюидной 3D-платформы для культивирования клеток». Биомедицинские микроустройства . 13 (2): 325–333. дои : 10.1007/s10544-010-9496-0. ПМК 3117225 . ПМИД  21113663. 
  24. ^ Янг Э.В., Бертье Э., Гукенбергер DJ, Сакманн Э., Ламерс С., Мейвантссон I и др. (февраль 2011 г.). «Быстрое прототипирование массивных микрофлюидных систем в полистироле для клеточных анализов». Аналитическая химия . 83 (4): 1408–1417. дои : 10.1021/ac102897h. ПМК 3052265 . ПМИД  21261280. 
  25. ^ Буайдат С., Хансен О., Брюус Х., Берендсен С., Бау-Мадсен Н.К., Томсен П. и др. (август 2005 г.). «Поверхностно-направленная капиллярная система; теория, эксперименты и приложения». Лаборатория на чипе . 5 (8): 827–836. дои : 10.1039/b502207j. PMID  16027933. S2CID  18125405.
  26. ^ Качел С., Чжоу Ю., Шарфер П., Вранчич С., Петрич В., Шабель В. (февраль 2014 г.). «Испарение из открытых канавок микроканалов». Лаборатория на чипе . 14 (4): 771–778. дои : 10.1039/c3lc50892g. ПМИД  24345870.
  27. ^ Огава М., Хигаси К., Мики Н. (август 2015 г.). «Разработка гидрогелевых микропробирок для культивирования микробов в открытой среде». 2015 37-я ежегодная международная конференция Общества инженерии в медицине и биологии IEEE (EMBC) . Том. 2015. С. 5896–5899. дои : 10.1109/EMBC.2015.7319733. ISBN 978-1-4244-9271-8. PMID  26737633. S2CID  4089852.
  28. ^ аб Конда А, Морин С.А. (июнь 2017 г.). «Поток-направленный синтез пространственно разнообразных массивов разветвленных мезоструктур оксида цинка». Наномасштаб . 9 (24): 8393–8400. дои : 10.1039/C7NR02655B. ПМИД  28604901.
  29. ^ Чанг ХК, Йео Л (2009). Электрокинетически управляемая микрофлюидика и нанофлюидика . Издательство Кембриджского университета .
  30. ^ «Жидкостный транзистор». Архивировано из оригинала 8 июля 2011 года.
  31. ^ Ценг Т.М., Ли М., Фрейтас Д.Н., Маколи Т., Ли Б., Хо Т.И., Арачи И.Е., Шлихтманн Ю. (2018). «Columba 2.0: инструмент совместного синтеза микрожидкостных биочипов непрерывного действия». Транзакции IEEE по автоматизированному проектированию интегральных схем и систем . 37 (8): 1588–1601. doi : 10.1109/TCAD.2017.2760628. S2CID  49893963.
  32. ^ Ву, С. «МЭМС-датчики потока для наножидкостных приложений». IEEE Исследование . ИИЭЭ . Проверено 24 января 2024 г.
  33. ^ Черчман А.Х. (2018). «Данные, связанные с« Комбинированными путями фокусировки потока и самосборки для образования стабилизированных липидами микропузырьков с масляной оболочкой »». Университет Лидса. дои : 10.5518/153.
  34. ^ abc Чоккалингам В., Тел Дж., Виммерс Ф., Лю Х, Семенов С., Тиле Дж. и др. (Декабрь 2013). «Изучение клеточной гетерогенности в иммунных клетках, секретирующих цитокины, с использованием капельной микрофлюидики». Лаборатория на чипе . 13 (24): 4740–4744. дои : 10.1039/C3LC50945A. PMID  24185478. S2CID  46363431.
  35. ^ аб Чоккалингам В., Хермингхаус С., Зееманн Р. (2008). «Самосинхронизирующееся парное производство монодисперсных капель путем микрофлюидной ступенчатой ​​эмульсификации». Письма по прикладной физике . 93 (25): 254101. Бибкод : 2008ApPhL..93y4101C. дои : 10.1063/1.3050461. Архивировано из оригинала 13 января 2013 г.
  36. ^ Тех С.Ю., Лин Р., Хунг Л.Х., Ли А.П. (февраль 2008 г.). «Капельная микрофлюидика». Лаборатория на чипе . 8 (2): 198–220. дои : 10.1039/B715524G. PMID  18231657. S2CID  18158748.
  37. ^ Пракаш М., Гершенфельд Н. (февраль 2007 г.). «Микрофлюидная пузырьковая логика». Наука . 315 (5813): 832–835. Бибкод : 2007Sci...315..832P. CiteSeerX 10.1.1.673.2864 . дои : 10.1126/science.1136907. PMID  17289994. S2CID  5882836. 
  38. ^ Тенье М., Форнелл А., Олин М., Нильссон Дж. (февраль 2018 г.). «Методы манипулирования частицами в капельной микрофлюидике». Аналитическая химия . 90 (3): 1434–1443. дои : 10.1021/acs.analchem.7b01333 . PMID  29188994. S2CID  46777312.
  39. ^ Си HD, Чжэн Х, Го В, Ганьян-Кальво AM, Ай Ю, Цао CW и др. (февраль 2017 г.). «Активная сортировка капель в микрофлюидике: обзор». Лаборатория на чипе . 17 (5): 751–771. дои : 10.1039/C6LC01435F. ПМИД  28197601.
  40. ^ Ниу X, Гулати С, Эдель Дж.Б., деМелло AJ (ноябрь 2008 г.). «Слияние капель, вызванное столбами, в микрофлюидных контурах». Лаборатория на чипе . 8 (11): 1837–1841. дои : 10.1039/b813325e. ПМИД  18941682.
  41. ^ Сэми М., Салари А., Шафии М.Б. (май 2013 г.). «Разрушение микрокапель в асимметричных Т-образных переходах». Физический обзор E . 87 (5): 053003. Бибкод : 2013PhRvE..87e3003S. doi : 10.1103/PhysRevE.87.053003. ПМИД  23767616.
  42. ^ Ле Пезан и др., Электроды для устройства, работающего за счет электрически управляемого вытеснения жидкости, патент США. № 4569575, 11 февраля 1986 г.
  43. ^ Поиск наград NSF: результаты расширенного поиска
  44. ^ Ли Дж, Ким CJ (июнь 2000 г.). «Микроактивация, управляемая поверхностным натяжением, на основе непрерывного электросмачивания». Журнал микроэлектромеханических систем . 9 (2): 171–180. дои : 10.1109/84.846697. ISSN  1057-7157. S2CID  25996316.
  45. ^ Чжан Ю, Нгуен NT (март 2017 г.). «Магнитная цифровая микрофлюидика – обзор». Лаборатория на чипе . 17 (6): 994–1008. дои : 10.1039/c7lc00025a. hdl : 10072/344389 . PMID  28220916. S2CID  5013542.
  46. ^ Шилтон Р.Дж., Травальати М., Белтрам Ф., Чеккини М. (август 2014 г.). «Акустическое течение нанолитровых капель посредством сверхвысокочастотных поверхностных акустических волн». Передовые материалы . 26 (29): 4941–4946. Бибкод : 2014AdM....26.4941S. дои : 10.1002/adma.201400091. ПМЦ 4173126 . ПМИД  24677370. 
  47. ^ Шемеш Дж., Брански А., Хури М., Левенберг С. (октябрь 2010 г.). «Продвинутые микрофлюидные манипуляции с каплями, основанные на пьезоэлектрическом срабатывании». Биомедицинские микроустройства . 12 (5): 907–914. doi : 10.1007/s10544-010-9445-y. PMID  20559875. S2CID  5298534.
  48. ^ Бертье Дж., Бракке К.А., Бертье Э. (2016). Открытая микрофлюидика . John Wiley & Sons, Inc., стр. 229–256. дои : 10.1002/9781118720936.ch7. ISBN 9781118720936.
  49. ↑ Лю М, Суо С, Ву Дж, Ган Ю, Ах Ханаор Д, Чен CQ (март 2019 г.). «Приспособление пористой среды для контролируемого капиллярного потока». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 539 : 379–387. arXiv : 2106.03526 . Бибкод : 2019JCIS..539..379L. doi :10.1016/j.jcis.2018.12.068. PMID  30594833. S2CID  58553777.
  50. ^ Галиндо-Росалес FJ (26 мая 2017 г.). Сложные потоки жидкости в микрофлюидике. Спрингер. ISBN 9783319595931.
  51. ^ Лу Дж., Хо А., Тернер А., Мак WC (2019). «Интегрированные печатные микрофлюидные биосенсоры». Тенденции в биотехнологии . 37 (10): 1104–1120. doi :10.1016/j.tibtech.2019.03.009. hdl : 1826/15985 . PMID  30992149. S2CID  119536401.
  52. ^ Мартинес А.В., Филлипс С.Т., Бьютт М.Дж., генеральный директор Whitesides (2007). «Узорчатая бумага как платформа для недорогих портативных биоанализов в небольших объемах». Ангеванде Хеми . 46 (8): 1318–1320. дои : 10.1002/anie.200603817. ПМЦ 3804133 . ПМИД  17211899. 
  53. ^ Пак TS, Юн JY (01 марта 2015 г.). «Обнаружение Escherichia coli с помощью смартфона в полевых пробах воды с помощью бумажной микрофлюидики». Журнал датчиков IEEE . 15 (3): 1902. Бибкод : 2015ISenJ..15.1902P. дои : 10.1109/JSEN.2014.2367039. S2CID  34581378.
  54. ^ ДеБлуа Р.В., Бин CP (1970). «Подсчет и определение размеров субмикронных частиц резистивным импульсным методом». Преподобный учёный. Инструмент . 41 (7): 909–916. Бибкод : 1970RScI...41..909D. дои : 10.1063/1.1684724.
  55. ^ US 2656508, Уоллес Х. Коултер, «Средства для подсчета частиц, взвешенных в жидкости», опубликовано 20 октября 1953 г. 
  56. ^ Касьянович Дж. Дж., Брандин Э., Брэнтон Д., Димер Д.В. (ноябрь 1996 г.). «Характеристика отдельных полинуклеотидных молекул с использованием мембранного канала». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (24): 13770–13773. Бибкод : 1996PNAS...9313770K. дои : 10.1073/pnas.93.24.13770 . ЧВК 19421 . ПМИД  8943010. 
  57. ^ Ли Дж., Гершоу М., Штейн Д., Брандин Э., Головченко Ю.А. (сентябрь 2003 г.). «Молекулы ДНК и конфигурации в твердотельном нанопоровом микроскопе». Природные материалы . 2 (9): 611–615. Бибкод : 2003NatMa...2..611L. дои : 10.1038/nmat965. PMID  12942073. S2CID  7521907.
  58. ^ Урам Дж.Д., Ке К., Хант А.Дж., Майер М. (март 2006 г.). «Афинный анализ без меток путем быстрого обнаружения иммунных комплексов в субмикрометровых порах». Ангеванде Хеми . 45 (14): 2281–2285. дои : 10.1002/anie.200502862. hdl : 2027.42/50668 . ПМИД  16506296.
  59. ^ Салех О, Сон LL (2003). «Искусственная нанопора для молекулярного зондирования». Нано Летт . 3 (1): 37–38. Бибкод : 2003NanoL...3...37S. дои : 10.1021/nl0255202.
  60. ^ Сен Ю.Х., Карник Р. (май 2009 г.). «Исследование транслокации молекул лямбда-ДНК через нанопоры ПДМС». Аналитическая и биоаналитическая химия . 394 (2): 437–446. дои : 10.1007/s00216-008-2529-3. hdl : 1721.1/51892. PMID  19050856. S2CID  7442686.
  61. ^ Левпириявонг Н., Кандасвами К., Ян С., Иванов В., Стокер Р. (декабрь 2011 г.). «Микрофлюидная характеристика и непрерывное разделение клеток и частиц с использованием проводящего поли(диметилсилоксанового) электрода, индуцированного диэлектрофорезом переменного тока». Аналитическая химия . 83 (24): 9579–9585. дои : 10.1021/ac202137y. ПМИД  22035423.
  62. ^ Рикель Дж. М., Диксон А. Дж., Клибанов А. Л., Хоссак Дж. А. (август 2018 г.). «Микрофлюидное устройство, фокусирующее поток, со встроенным счетчиком частиц Коултера для производства, подсчета и определения размеров монодисперсных микропузырьков». Лаборатория на чипе . 18 (17): 2653–2664. дои : 10.1039/C8LC00496J. ПМК 6566100 . ПМИД  30070301. 
  63. ^ Левпириявонг Н., Ян С. (март 2012 г.). «AC-диэлектрофоретическая характеристика и разделение субмикронных и микронных частиц с использованием электродов AgPDMS с боковой стенкой». Биомикрофлюидика . 6 (1): 12807–128079. дои : 10.1063/1.3682049. ПМЦ 3365326 . ПМИД  22662074. 
  64. ^ Гнявали В., Стром Э.М., Ван Дж.З., Цай СС, Колиос MC (февраль 2019 г.). «Одновременная акустическая и фотоакустическая микрожидкостная проточная цитометрия для анализа без меток». Научные отчеты . 9 (1): 1585. Бибкод : 2019НацСР...9.1585Г. дои : 10.1038/s41598-018-37771-5. ПМК 6367457 . ПМИД  30733497. 
  65. ^ Вайс AC, Крюгер К, Бесфорд QA, Шленк М, Кемпе К, Фёрстер С, Карузо Ф (январь 2019 г.). «Характеристика in situ формирования белковой короны на микрочастицах кремнезема с использованием конфокальной лазерной сканирующей микроскопии в сочетании с микрофлюидикой». Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 11 (2): 2459–2469. дои : 10.1021/acsami.8b14307. hdl : 11343/219876 . PMID  30600987. S2CID  58555221.
  66. ^ Муназ А., Шиддики MJ, Нгуен NT (май 2018 г.). «Последние достижения и текущие проблемы в области микромагнитофлюидики на основе магнитофореза». Биомикрофлюидика . 12 (3): 031501. дои : 10.1063/1.5035388. ПМК 6013300 . ПМИД  29983837. 
  67. ^ Аб Дибаджи С., Резай П. (01.06.2020). «Триплексная инерционно-магнитоупругая (ВРЕМЯ) сортировка микрочастиц в неньютоновских жидкостях». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 503 : 166620. Бибкод : 2020JMMM..50366620D. дои : 10.1016/j.jmmm.2020.166620. ISSN  0304-8853. S2CID  213233645.
  68. ^ Альнаимат Ф, Дагер С, Мэтью Б, Хилал-Алнкби А, Хашан С (ноябрь 2018 г.). «Магнитофорез на основе микрофлюидики: обзор». Химическая запись . 18 (11): 1596–1612. дои : 10.1002/tcr.201800018. PMID  29888856. S2CID  47016122.
  69. ↑ Унни М., Чжан Дж., Джордж Т.Дж., Сигал М.С., Фан Ж., Ринальди С. (март 2020 г.). «Разработка магнитных наночастиц и их интеграция с микрофлюидикой для изоляции клеток». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 564 : 204–215. Бибкод : 2020JCIS..564..204U. doi :10.1016/j.jcis.2019.12.092. ПМК 7023483 . ПМИД  31911225. 
  70. ^ Ся Н., Хант Т.П., Майерс Б.Т., Алсберг Э., Уайтсайдс ГМ, Вестервельт Р.М., Ингбер Д.Э. (декабрь 2006 г.). «Комбинированное микрофлюидно-микромагнитное разделение живых клеток в непрерывном потоке». Биомедицинские микроустройства . 8 (4): 299–308. дои : 10.1007/s10544-006-0033-0. PMID  17003962. S2CID  14534776.
  71. ^ ab Pamme N (январь 2006 г.). «Магнетизм и микрофлюидика». Лаборатория на чипе . 6 (1): 24–38. дои : 10.1039/B513005K. ПМИД  16372066.
  72. ^ Сун К, Ли Г, Цзу X, Ду Z, Лю Л, Ху Z (март 2020 г.). «Механизм изготовления и применения микрофлюидных систем для высокопроизводительного биомедицинского скрининга: обзор». Микромашины . 11 (3): 297. дои : 10,3390/ми11030297 . ПМЦ 7143183 . ПМИД  32168977. 
  73. ^ Гао QH, Чжан WM, Цзоу HX, Ли WB, Ян Х, Пэн ZK, Мэн G (2019). «Манипуляция без меток с помощью эффекта магнито-Архимеда: основы, методология и приложения». Горизонты материалов . 6 (7): 1359–1379. дои : 10.1039/C8MH01616J. ISSN  2051-6347. S2CID  133309954.
  74. ^ Акияма Ю, Моришима К (18 апреля 2011 г.). «Образование клеточных агрегатов без меток на основе магнито-Архимедова эффекта». Письма по прикладной физике . 98 (16): 163702. Бибкод : 2011ApPhL..98p3702A. дои : 10.1063/1.3581883. ISSN  0003-6951.
  75. ^ Нгуен НТ, Уэрли С. (2006). Основы и приложения микрофлюидики . Артех Хаус .
  76. ^ ДеМелло AJ (июль 2006 г.). «Контроль и обнаружение химических реакций в микрофлюидных системах». Природа . 442 (7101): 394–402. Бибкод : 2006Natur.442..394D. дои : 10.1038/nature05062. PMID  16871207. S2CID  4421580.
  77. ^ Пауэлл Р.С., Инглис Д.В., Барбер Т.Дж., Тейлор Р.А. (2013). «Производство и смачивание недорогих микрожидкостных устройств для разделения клеток». Биомикрофлюидика . 7 (5): 56501. дои : 10.1063/1.4821315. ПМЦ 3785532 . ПМИД  24404077. 
  78. ^ Пауэлл Р.С., Тейлор Р.А., Моррис К.В., Барбер Т.Дж. (2015). «Автоматизация проверки микрофлюидных деталей». Микрофлюидика и нанофлюидика . 18 (4): 657–665. дои : 10.1007/s10404-014-1464-1. S2CID  96793921.
  79. ^ Ченг Дж. Дж., Никез С. М., Берггрен К. К., Градечак С. (январь 2016 г.). «Размерная адаптация гидротермально выращенных массивов нанопроволок из оксида цинка». Нано-буквы . 16 (1): 753–759. Бибкод : 2016NanoL..16..753C. doi : 10.1021/acs.nanolett.5b04625. ПМИД  26708095.
  80. ^ Герольд К.Е. (2009). Расули А. (ред.). Технология «лаборатория на чипе»: производство и микрофлюидика . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-46-2.
  81. ^ аб Герольд К.Е. (2009). Расули А. (ред.). Технология «лаборатория на чипе»: биомолекулярное разделение и анализ . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-47-9.
  82. ^ Барретт М.П., ​​Купер Дж.М., Рено С., Холм Ш.Х., Бич Дж.П., Тегенфельдт Д.О., Хохстеттер А. (октябрь 2017 г.). «Микрофлюидные подходы к выделению африканских трипаносом». Патогены . 6 (4): 47. doi : 10.3390/pathogens6040047 . ПМК 5750571 . ПМИД  28981471. 
  83. ^ Цзин Г., Полачик А., Оертер Д.Б., Папаутский I (2007). «Разработка микрофлюидного биосенсора для обнаружения микобактерий окружающей среды». Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 123 (1): 614–621. дои :10.1016/j.snb.2006.07.029.
  84. ^ Аб Ван П., Роберт Л., Пеллетье Дж., Данг В.Л., Таддей Ф., Райт А., Джун С. (июнь 2010 г.). «Устойчивый рост Escherichia coli». Современная биология . 20 (12): 1099–1103. дои :10.1016/j.cub.2010.04.045. ПМК 2902570 . ПМИД  20537537. 
  85. ^ Манбачи А., Шривастава С., Чиоффи М., Чунг Б.Г., Моретти М., Демирчи У. и др. (май 2008 г.). «Микроциркуляция внутри рифленых субстратов регулирует расположение клеток и стыковку клеток внутри микрофлюидных каналов». Лаборатория на чипе . 8 (5): 747–754. дои : 10.1039/B718212K. ПМЦ 2668874 . ПМИД  18432345. 
  86. ^ Юлиперттула М, Чунг Б.Г., Навалади А, Манбачи А, Уртти А (октябрь 2008 г.). «Высокопроизводительный скрининг клеточных ответов на биоматериалы». Европейский журнал фармацевтических наук . 35 (3): 151–160. дои : 10.1016/j.ejps.2008.04.012. ПМИД  18586092.
  87. ^ Гилберт Д.Ф., Мофрад С.А., Фридрих О., Вист Дж. (февраль 2019 г.). «Характеристики пролиферации клеток, культивируемых в периодических и статических условиях». Цитотехнология . 71 (1): 443–452. doi : 10.1007/s10616-018-0263-z. ПМК 6368509 . ПМИД  30515656. 
  88. ^ Чунг Б.Г., Манбачи А., Саади В., Лин Ф., Чон Н.Л., Хадемхоссейни А. (2007). «Микрофлюидное устройство, генерирующее градиент, для клеточной биологии». Журнал визуализированных экспериментов . 7 (7): 271. дои : 10.3791/271. ПМЦ 2565846 . ПМИД  18989442. 
  89. ^ ab Pelletier J, Halvorsen K, Ha BY, Paparcone R, Sandler SJ, Woldringh CL и др. (октябрь 2012 г.). «Физические манипуляции с хромосомой Escherichia coli раскрывают ее мягкую природу». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (40): E2649–E2656. Бибкод : 2012PNAS..109E2649P. дои : 10.1073/pnas.1208689109 . ПМЦ 3479577 . ПМИД  22984156. 
  90. ^ Амир А., Бабаэйпур Ф., Макинтош Д.Б., Нельсон Д.Р., Джун С. (апрель 2014 г.). «Изгибающие силы пластически деформируют растущие стенки бактериальных клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (16): 5778–5783. arXiv : 1305.5843 . Бибкод : 2014PNAS..111.5778A. дои : 10.1073/pnas.1317497111 . ПМК 4000856 . ПМИД  24711421. 
  91. ^ аб Чой Дж.В., Россет С., Никлаус М., Адлеман Дж.Р., Ши Х., Псалтис Д. (март 2010 г.). «Трехмерное формирование рисунка электродов в микрофлюидном канале с использованием имплантации ионов металлов». Лаборатория на чипе . 10 (6): 783–788. дои : 10.1039/B917719A. ПМИД  20221568.
  92. ^ Йетисен А.К., Цзян Л., Купер-младший, Цинь Ю., Паланивелу Р., Зохар Ю. (май 2011 г.). «Микросистемный анализ для изучения направления пыльцевых трубок при размножении растений». Дж. Микромехан. Микроинж . 25 (5): 054018. Бибкод : 2011JMiMi..21e4018Y. дои : 10.1088/0960-1317/21/5/054018. S2CID  12989263.
  93. ^ Фан Х, Дас С, Чен Х (2009). «Двумерный электрофорез в чипе». В Герольде К.Е., Расули А. (ред.). Технология «лаборатория на чипе»: биомолекулярное разделение и анализ . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-47-9.
  94. ^ Бонту Н., Дофино Л., Потье MC (2009). «Разработка лаборатории на чипах для анализа транскриптома одной клетки». В Герольде К.Е., Расули А. (ред.). Технология «лаборатория на чипе»: биомолекулярное разделение и анализ . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-47-9.
  95. ^ Кэди, Северная Каролина (2009). «Системы ПЦР-амплификации на основе микрочипов». Технология «лаборатория на чипе»: биомолекулярное разделение и анализ . Кайстер Академик Пресс. ISBN 978-1-904455-47-9.
  96. ^ Кеймер Дж. Э., Галайда П., Малдун С., Парк С., Остин Р. Х. (ноябрь 2006 г.). «Бактериальные метапопуляции в нано-ландшафтах». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (46): 17290–17295. Бибкод : 2006PNAS..10317290K. дои : 10.1073/pnas.0607971103 . ПМК 1635019 . ПМИД  17090676. 
  97. ^ Хохстеттер А, Стелламаннс Э, Дешпанде С, Уппалури С, Энгстлер М, Пфол Т (апрель 2015 г.). «Анализ отдельных клеток на основе микрофлюидики выявляет лекарственно-зависимые изменения подвижности трипаносом» (PDF) . Лаборатория на чипе . 15 (8): 1961–1968. дои : 10.1039/C5LC00124B. ПМИД  25756872.
  98. ^ Ахмед Т., Симидзу Т.С., Стокер Р. (ноябрь 2010 г.). «Микрофлюидика для бактериального хемотаксиса». Интегративная биология . 2 (11–12): 604–629. дои : 10.1039/C0IB00049C. hdl : 1721.1/66851. ПМИД  20967322.
  99. ^ Сеймур-младший, Симо Р., Ахмед Т., Стокер Р. (июль 2010 г.). «Хемоаттракция к диметилсульфониопропионату во всей пищевой сети морских микробов». Наука . 329 (5989): 342–345. Бибкод : 2010Sci...329..342S. дои : 10.1126/science.1188418. PMID  20647471. S2CID  12511973.
  100. ^ Галайда П., Кеймер Дж., Чайкин П., Остин Р. (декабрь 2007 г.). «Стенка воронок концентрирует плавающие бактерии». Журнал бактериологии . 189 (23): 8704–8707. дои : 10.1128/JB.01033-07. ПМК 2168927 . ПМИД  17890308. 
  101. ^ Ангелани Л., Ди Леонардо Р., Руокко Дж. (январь 2009 г.). «Самозапускающиеся микромоторы в бактериальной ванне». Письма о физических отзывах . 102 (4): 048104. arXiv : 0812.2375 . Бибкод : 2009PhRvL.102d8104A. doi : 10.1103/PhysRevLett.102.048104. PMID  19257480. S2CID  33943502.
  102. ^ Ди Леонардо Р., Ангелани Л., Делл'арципрете Д., Руокко Г., Иебба В., Шиппа С. и др. (май 2010 г.). «Бактериальные храповые моторы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (21): 9541–9545. arXiv : 0910.2899 . Бибкод : 2010PNAS..107.9541D. дои : 10.1073/pnas.0910426107 . ПМК 2906854 . ПМИД  20457936. 
  103. ^ Соколов А, Аподака М.М., Гжибовский Б.А., Арансон И.С. (январь 2010 г.). «Плавающие бактерии приводят в действие микроскопические механизмы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (3): 969–974. Бибкод : 2010PNAS..107..969S. дои : 10.1073/pnas.0913015107 . ПМЦ 2824308 . ПМИД  20080560. 
  104. ^ Грилли С., Миччио Л., Веспини В., Финицио А., Де Никола С., Ферраро П. (май 2008 г.). «Жидкая матрица микролинз, активированная путем селективного электросмачивания подложек из ниобата лития». Оптика Экспресс . 16 (11): 8084–8093. Бибкод : 2008OExpr..16.8084G. дои : 10.1364/OE.16.008084 . PMID  18545521. S2CID  15923737.
  105. ^ Ферраро П., Миччио Л., Грилли С., Финицио А., Де Никола С., Веспини В. (2008). «Управление тонкими жидкими пленками для настраиваемых матриц микролинз». Новости оптики и фотоники . 19 (12):34. дои :10.1364/ОПН.19.12.000034.
  106. ^ Пегард, Северная Каролина, Тот М.Л., Дрисколл М., Флейшер Дж.В. (декабрь 2014 г.). «Проточная сканирующая оптическая томография». Лаборатория на чипе . 14 (23): 4447–4450. дои : 10.1039/C4LC00701H. ПМК 5859944 . ПМИД  25256716. 
  107. ^ Пегар, Северная Каролина, Флейшер Дж.В. (2012). «3D-микрофлюидная микроскопия с использованием наклонного канала». Биомедицинская оптика и трехмерная визуализация . стр. БМ4Б.4. doi :10.1364/BIOMED.2012.BM4B.4. ISBN 978-1-55752-942-8.
  108. ↑ Лу CH, Пегар, Северная Каролина, Флейшер JW (22 апреля 2013 г.). «Потоковое структурированное освещение». Письма по прикладной физике . 102 (16): 161115. Бибкод : 2013ApPhL.102p1115L. дои : 10.1063/1.4802091.
  109. ^ аб Кирсанов, Д.; Бабаин В.; Агафонова-Мороз, М.; Лумпов А.; Легин, А. (01 марта 2012 г.). «Сочетание оптической спектроскопии и хемометрических методов — возможный путь оперативного контроля переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ»). Радиохимика Акта . 100 (3): 185–188. дои : 10.1524/ract.2012.1901. S2CID  101475605.
  110. ^ аб Нельсон, Гилберт Л.; Лакей, Хоуп Э.; Белло, Джоб М.; Фелми, Хизер М.; Брайан, Ханна Б.; Ламади, Фабрис; Брайан, Сэмюэл А.; Лайнс, Аманда М. (26 января 2021 г.). «Возможность микромасштабной обработки: комбинированная рамановская и абсорбционная спектроскопия для микрофлюидного оперативного мониторинга». Аналитическая химия . 93 (3): 1643–1651. doi : 10.1021/acs.analchem.0c04225. ISSN  0003-2700. OSTI  1783814. PMID  33337856. S2CID  229323758.
  111. ^ abcde Маттио, Элоди; Калейрон, Одри; Мигирдичян, Мануэль; Лайнс, Аманда М.; Брайан, Сэмюэл А.; Лакей, Хоуп Э.; Родригес-Руис, Исаак; Ламади, Фабрис (май 2022 г.). «Микрофлюидные спектрофотометрические подходы in-situ для анализа актинидов в множественных состояниях окисления». Прикладная спектроскопия . 76 (5): 580–589. Бибкод : 2022ApSpe..76..580M. дои : 10.1177/00037028211063916. ISSN  0003-7028. PMID  35108115. S2CID  246488502 — через Sage Journals.
  112. ^ аб Брайан, SA; Левицкая Татьяна Г.; Джонсен, AM; Ортон, ЧР; Петерсон, Дж. М. (сентябрь 2011 г.). «Спектроскопический мониторинг потоков переработки отработавшего ядерного топлива: оценка растворов отработавшего топлива с помощью рамановской, видимой и ближней инфракрасной спектроскопии». Радиохимика Акта . 99 (9): 563–572. дои :10.1524/ract.2011.1865. ISSN  0033-8230. S2CID  95632074.
  113. ^ Нельсон, Гилберт Л.; Лайнс, Аманда М.; Белло, Джоб М.; Брайан, Сэмюэл А. (27 сентября 2019 г.). «Онлайн-мониторинг растворов в микрофлюидных чипах: одновременная рамановская и УФ-видимая абсорбционная спектроскопия». Датчики СКУД . 4 (9): 2288–2295. doi : 10.1021/acsensors.9b00736. ISSN  2379-3694. PMID  31434479. S2CID  201275176.
  114. ^ аб Родригес-Руис, Исаак; Ламади, Фабрис; Чартон, Софи (20 февраля 2018 г.). «Измерения концентрации урана (VI) на кристалле в микролитрах в расширенном диапазоне линейности поглощения УФ-видимой области». Аналитическая химия . 90 (4): 2456–2460. doi : 10.1021/acs.analchem.7b05162. ISSN  0003-2700. ПМИД  29327582.
  115. ^ Маттио, Элоди; Ламади, Фабрис; Родригес-Руис, Исаак; Камес, Беатрис; Чартон, Софи (01 февраля 2020 г.). «Фотонные аналитические системы «лаборатория на чипе» для ядерных применений: оптические характеристики и характеристика материалов в УФ-ВИД-ИК-диапазоне после химического воздействия и гамма-облучения». Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 323 (2): 965–973. дои : 10.1007/s10967-019-06992-x. ISSN  1588-2780. S2CID  209441127.
  116. ^ Ким JY, Чо С.В., Кан Д.К., Эдель Дж.Б., Чанг С.И., деМелло AJ, О'Хара Д. (сентябрь 2012 г.). «Лабораторно-чиповая ВЭЖХ со встроенной капельной микрофлюидикой для разделения и высокочастотной компартментализации». Химические коммуникации . 48 (73): 9144–9146. дои : 10.1039/c2cc33774f. ПМИД  22871959.
  117. ↑ Очоа А, Альварес-Бохоркес Э, Кастильеро Э, Ольгин Л.Ф. (май 2017 г.). «Обнаружение ингибиторов ферментов в сырых природных экстрактах с использованием капельной микрофлюидики в сочетании с ВЭЖХ». Аналитическая химия . 89 (9): 4889–4896. doi : 10.1021/acs.analchem.6b04988. ПМИД  28374582.
  118. ^ Герхардт Р.Ф., Перецки А.Я., Пьендл С.К., Бельдер Д. (декабрь 2017 г.). «Бесшовное сочетание чип-ВЭЖХ высокого давления и капельной микрофлюидики на интегрированном микрофлюидном стеклянном чипе». Аналитическая химия . 89 (23): 13030–13037. doi : 10.1021/acs.analchem.7b04331. ПМИД  29096060.
  119. ^ Киллин К., Инь Х., Собек Д., Бреннен Р., Ван де Гур Т. (октябрь 2003 г.). Чип-ЖХ/МС: ВЭЖХ-МС с использованием полимерной микрофлюидики (PDF) . 7-я Международная конференция по миниатюрным системам химической и биохимической аналитики. Проц МикроТАС . Скво-Вэлли, Коллфорнла, США. стр. 481–484.
  120. ^ Фоллмер М., Хёрт П., Розинг Г., Куте Ю., Гримм Р., Хохштрассер Д., Санчес Дж.К. (март 2006 г.). «Многомерная ВЭЖХ/МС ядрышкового протеома с использованием ВЭЖХ-чипа/МС». Журнал науки о разделении . 29 (4): 499–509. дои : 10.1002/jssc.200500334. ПМИД  16583688.
  121. ^ Райхмут Д.С., Шеподд Т.Дж., Кирби Б.Дж. (май 2005 г.). «Микрочиповая ВЭЖХ пептидов и белков». Аналитическая химия . 77 (9): 2997–3000. дои : 10.1021/ac048358r. ПМИД  15859622.
  122. ^ Хардуэн Дж., Дюшато М., Жубер-Карон Р., Карон М. (2006). «Полезность интегрированного микрофлюидного устройства (ВЭЖХ-чип-МС) для повышения уверенности в идентификации белков с помощью протеомики». Быстрая связь в масс-спектрометрии . 20 (21): 3236–3244. Бибкод : 2006RCMS...20.3236H. дои : 10.1002/rcm.2725. ПМИД  17016832.
  123. ^ Бреннен Р.А., Инь Х., Киллин К.П. (декабрь 2007 г.). «Формирование микрофлюидного градиента для нанопоточных чипов ЖК». Аналитическая химия . 79 (24): 9302–9309. дои : 10.1021/ac0712805. ПМИД  17997523.
  124. ^ Чжу К.Ю., Люнг К.В., Тинг АК, Вонг З.К., Нг В.И., Чой Р.К. и др. (март 2012 г.). «Наножидкостная хроматография на основе микрофлюидных чипов в сочетании с тандемной масс-спектрометрией для определения злоупотребляемых наркотиками и метаболитов в человеческих волосах». Аналитическая и биоаналитическая химия . 402 (9): 2805–2815. дои : 10.1007/s00216-012-5711-6. PMID  22281681. S2CID  7748546.
  125. ^ Полат А.Н., Крайчек К., Хек А.Дж., Райджмейкерс Р., Мохаммед С. (ноябрь 2012 г.). «Полностью автоматизированное изотопно-диметиловое мечение и обогащение фосфопептидов с использованием фосфочипа для микрожидкостной ВЭЖХ». Аналитическая и биоаналитическая химия . 404 (8): 2507–2512. doi : 10.1007/s00216-012-6395-7. PMID  22975804. S2CID  32545802.
  126. ^ Сантьяго Дж.Г. «Управление водой в топливных элементах PEM». Стэнфордская лаборатория микрофлюидики . Архивировано из оригинала 28 июня 2008 года.
  127. ^ Треткофф Э (май 2005 г.). «Создание лучшего топливного элемента с использованием микрофлюидики». Новости АПС . 14 (5): 3.
  128. ^ Аллен Дж. «Инициатива по топливным элементам в лаборатории микрофлюидики MnIT». Мичиганский технологический университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2008 г.
  129. ^ «Астробиологическая стратегия НАСА, 2015» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2016 г.
  130. ^ Beebe DJ, Mensing GA, Walker GM (2002). «Физика и применение микрофлюидики в биологии». Ежегодный обзор биомедицинской инженерии . 4 : 261–286. doi : 10.1146/annurev.bioeng.4.112601.125916. ПМИД  12117759.
  131. ^ Теберге А.Б., Куртуа Ф., Шаерли Ю., Фишлехнер М., Абелл С., Холлфельдер Ф., Хак В.Т. (август 2010 г.). «Микрокапли в микрофлюидике: развивающаяся платформа для открытий в химии и биологии» (PDF) . Ангеванде Хеми . 49 (34): 5846–5868. дои : 10.1002/anie.200906653. PMID  20572214. S2CID  18609389.
  132. ^ ван Динтер А.М., Шрон К.Г., Вергельдт Ф.Дж., ван дер Сман Р.Г., Бум Р.М. (май 2012 г.). «Поток суспензии в микрофлюидных устройствах - обзор экспериментальных методов с упором на градиенты концентрации и скорости». Достижения в области коллоидной и интерфейсной науки . 173 : 23–34. doi :10.1016/j.cis.2012.02.003. ПМИД  22405541.
  133. ^ Мора М.Ф., Грир Ф., Стоктон А.М., Брайант С., Уиллис Пенсильвания (ноябрь 2011 г.). «К полной автоматизации микрофлюидики для внеземного [так в оригинале] анализа in situ». Аналитическая химия . 83 (22): 8636–8641. дои : 10.1021/ac202095k. ПМИД  21972965.
  134. ^ Числ Т.Н., Чу В.К., Стоктон А.М., Амашукели X, Грунтанер Ф., Матис Р.А. (апрель 2009 г.). «Расширенный анализ аминов и аминокислот с использованием системы капиллярного электрофореза на микрочипе Pacific Blue и Mars Organic Analyser». Аналитическая химия . 81 (7): 2537–2544. дои : 10.1021/ac8023334. ПМИД  19245228.
  135. ^ Кайзер Р.И., Стоктон AM, Ким Ю.С., Дженсен EC, Mathies RA (2013). «Об образовании дипептидов в межзвездных модельных льдах». Астрофизический журнал . 765 (2): 111. Бибкод : 2013ApJ...765..111K. дои : 10.1088/0004-637X/765/2/111 . ISSN  0004-637X. S2CID  45120615.
  136. ^ Стоктон AM, Tjin CC, Chiesl TN, Mathies RA (июль 2011 г.). «Анализ углеродсодержащих биомаркеров с помощью системы капиллярного электрофореза микрочипа Mars Organic Analyser: карбоновые кислоты». Астробиология . 11 (6): 519–528. Бибкод : 2011AsBio..11..519S. дои : 10.1089/ast.2011.0634. ПМИД  21790324.
  137. ^ Стоктон А.М., Тджин CC, Хуан Г.Л., Бенхабиб М., Числ Т.Н., Мэтис Р.А. (ноябрь 2010 г.). «Анализ углеродистых биомаркеров с помощью системы капиллярного электрофореза микрочипа Mars Organic Analyser: альдегиды и кетоны». Электрофорез . 31 (22): 3642–3649. дои : 10.1002/elps.201000424. PMID  20967779. S2CID  34503284.
  138. ^ Мора М.Ф., Стоктон AM, Уиллис Пенсильвания (2015). «Анализ тиолов методом капиллярного электрофореза на микрочипе для планетарных исследований in situ». Протоколы капиллярного электрофореза микрочипов . Методы молекулярной биологии. Том. 1274. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Humana Press. стр. 43–52. дои : 10.1007/978-1-4939-2353-3_4. ISBN 9781493923526. ПМИД  25673481.
  139. ^ Боуден С.А., Уилсон Р., Тейлор С., Купер Дж.М., Парнелл Дж. (январь 2007 г.). «Извлечение внутрикристаллических биомаркеров и других органических соединений из сульфатных минералов с использованием микрофлюидного формата - технико-экономическое обоснование дистанционного обнаружения ископаемой жизни с использованием микрофлюидной H-клетки». Международный журнал астробиологии . 6 (1): 27–36. Бибкод : 2007IJAsB...6...27B. дои : 10.1017/S147355040600351X. ISSN  1475-3006. S2CID  123048038.
  140. ^ abc Neethirajan, Суреш; Кобаяши, Исао; Накадзима, Мицутоши; Ву, Дэн; Нандагопал, Сараванан; Лин, Фрэнсис (2011). «Микрофлюидика для пищевой, сельскохозяйственной и биосистемной промышленности». Лаборатория на чипе . 11 (9): 1574–1586. дои : 10.1039/c0lc00230e. ISSN  1473-0197. ПМИД  21431239.
  141. ^ Верма, Киран; Тарафдар, Айон; Бадгуджар, Прарабд К. (январь 2021 г.). «Микрофлюидика помогла субмикронной суспензии куркумина на основе трагакантовой камеди и ее характеристике». ЛВТ . 135 : 110269. doi : 10.1016/j.lwt.2020.110269. ISSN  0023-6438. S2CID  224875232.
  142. ^ Сяо, Чинг-Джю; Линь, Цзюй-Фен; Вэнь, Синь-И; Лин, Ю-Мэй; Ян, Чи-Хуэй; Хуан, Кенг-Шян; Шоу, Джей-Фу (15 февраля 2020 г.). «Повышение стабильности хлорофилла с использованием микрочастиц поликапролактона, инкапсулированных в хлорофилл, на основе капельной микрофлюидики». Пищевая химия . 306 : 125300. doi : 10.1016/j.foodchem.2019.125300. ISSN  0308-8146. PMID  31562927. S2CID  201219877.
  143. ^ Он, Шан; Иосиф, Никита; Фэн, Шилунь; Джеллико, Мэтт; Растон, Колин Л. (2020). «Применение микрофлюидных технологий в пищевой промышленности». Еда и функции . 11 (7): 5726–5737. дои : 10.1039/d0fo01278e. ISSN  2042-6496. PMID  32584365. S2CID  220059922.
  144. ^ Аб Хиндеринк, Эмма Б.А.; Кааде, Ваэль; Сагис, Леонард; Шрён, Карин; Бертон-Карабин, Клэр К. (01 мая 2020 г.). «Микрофлюидное исследование склонности к коалесценции эмульсий, стабилизированных гороховым белком: влияние уровня окисления белка». Пищевые гидроколлоиды . 102 : 105610. doi : 10.1016/j.foodhyd.2019.105610 . ISSN  0268-005X. S2CID  212935489.
  145. ^ Чжан, Цзя; Сюй, Вэньхуа; Сюй, Фэнин; Лу, Ванван; Ху, Лююнь; Чжоу, Цзяньлинь; Чжан, Чен; Цзян, Чжо (февраль 2021 г.). «Формирование микрофлюидных капель в прямоточных устройствах, изготовленных с помощью микро3D-печати». Журнал пищевой инженерии . 290 : 110212. doi : 10.1016/j.jfoodeng.2020.110212. ISSN  0260-8774. S2CID  224841971.
  146. ^ ab Хармон Дж.Б., Грей Х.К., Янг CC, Шваб К.Дж. (2020)Применение микрофлюидных капель для наблюдения за бактериями в свеженарезанных промывных водах. PLoS ONE 15(6): e0233239. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233239
  147. ^ аб Трофимчук, Эван; Ху, Яси; Нилгаз, Азаде; Хуа, Марти З.; Сан, Селина; Лу, Сяонань (30 июня 2020 г.). «Разработка бумажного микрофлюидного прибора для определения нитритов в мясе». Пищевая химия . 316 : 126396. doi : 10.1016/j.foodchem.2020.126396. ISSN  0308-8146. PMID  32066068. S2CID  211160645.
  148. ^ Ко, Цзянь-Сюань; Лю, Чан-Чунг; Чен, Куан-Хонг; Шеу, Фуу; Фу, Лунг-Мин; Чен, Сы-Цзюй (30 мая 2021 г.). «Система микрофлюидного колориметрического анализа для обнаружения бензоата натрия в пищевых продуктах». Пищевая химия . 345 : 128773. doi : 10.1016/j.foodchem.2020.128773. ISSN  0308-8146. PMID  33302108. S2CID  228100279.
  149. ^ Трофимчук, Эван; Нилгаз, Азаде; Сан, Селина; Лу, Сяонань (2020). «Определение остатков норфлоксацина в пищевых продуктах путем использования эффекта кофейного кольца и сочетания бумажного микрофлюидного устройства с обнаружением с помощью смартфона». Журнал пищевой науки . 85 (3): 736–743. дои : 10.1111/1750-3841.15039. ISSN  1750-3841. PMID  32017096. S2CID  211023292.
  150. ^ аб Хаджи I, Серра М, Жереми Л, Ферранте I, Рено Р, Виви Дж. Л., Декруа С., Ферраро Д (2020). «Капельная микрофлюидная платформа для быстрого и непрерывного анализа RT-qPCR, посвященная применению диагностики рака». Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 303 : 127171. doi :10.1016/j.snb.2019.127171. S2CID  208705450.
  151. ^ Макоско Э.З., Басу А., Сатия Р., Немеш Дж., Шекхар К., Голдман М. и др. (май 2015 г.). «Высокопараллельное профилирование экспрессии отдельных клеток по всему геному с использованием нанолитровых капель». Клетка . 161 (5): 1202–1214. doi :10.1016/j.cell.2015.05.002. ПМЦ 4481139 . ПМИД  26000488. 
  152. ^ Лю П, Лян Х, Сюэ Л, Ян С, Лю Ю, Чжоу К, Цзян X (июль 2012 г.). «Потенциальное клиническое значение анализа мутаций KRAS в плазме с использованием метода генотипирования зонда COLD-PCR/TaqMan (®) -MGB». Экспериментальная и терапевтическая медицина . 4 (1): 109–112. дои : 10.3892/etm.2012.566. ПМК 3460285 . ПМИД  23060932. 
  153. ^ Манак М.С., Варсаник Дж.С., Хоган Б.Дж., Уитфилд М.Дж., Су В.Р., Джоши Н. и др. (октябрь 2018 г.). «Микрофлюидный анализ фенотипических биомаркеров живых клеток для стратификации риска онкологических больных с помощью машинного обучения». Природная биомедицинская инженерия . 2 (10): 761–772. doi : 10.1038/s41551-018-0285-z. ПМК 6407716 . ПМИД  30854249. 
  154. ^ Карабачак Н.М., Спулер П.С., Фачин Ф., Лим Э.Дж., Пай В., Озкумур Э. и др. (март 2014 г.). «Микрофлюидная безмаркерная изоляция циркулирующих опухолевых клеток из образцов крови». Протоколы природы . 9 (3): 694–710. дои : 10.1038/nprot.2014.044. ПМК 4179254 . ПМИД  24577360. 
  155. ^ Варбург О, Винд Ф, Негелейн Э (март 1927 г.). «Метаболизм опухолей в организме». Журнал общей физиологии . 8 (6): 519–530. дои : 10.1085/jgp.8.6.519. ПМК 2140820 . ПМИД  19872213. 
  156. ^ Гаскойн П.Р., Ношари Дж., Андерсон Т.Дж., Беккер Ф.Ф. (апрель 2009 г.). «Выделение редких клеток из клеточных смесей методом диэлектрофореза». Электрофорез . 30 (8): 1388–1398. дои : 10.1002/elps.200800373. ПМЦ 3754902 . ПМИД  19306266. 
  157. ^ Ю М, Бардия А, Ацето Н, Берсани Ф, Мэдден М.В., Дональдсон MC и др. (июль 2014 г.). «Терапия рака. Культура ex vivo циркулирующих опухолевых клеток молочной железы для индивидуального тестирования чувствительности к лекарствам». Наука . 345 (6193): 216–220. Бибкод : 2014Sci...345..216Y. дои : 10.1126/science.1253533. ПМЦ 4358808 . ПМИД  25013076. 
  158. ^ Лян Л.Г., Конг MQ, Чжоу С., Шэн Ю.Ф., Ван П., Ю Т. и др. (апрель 2017 г.). «Интегрированное микрофлюидное устройство с двойной фильтрацией для выделения, обогащения и количественного определения внеклеточных везикул мочи для выявления рака мочевого пузыря». Научные отчеты . 7 (1): 46224. Бибкод : 2017NatSR...746224L. дои : 10.1038/srep46224. ПМК 5402302 . ПМИД  28436447. 
  159. ^ Мэтью Д.Г., Бикман П., Лемэй С.Г., Зуилхоф Х., Ле Гак С., ван дер Виль В.Г. (февраль 2020 г.). «Электрохимическое обнаружение внеклеточных везикул опухолевого происхождения на нановстречно-штыревых электродах». Нано-буквы . 20 (2): 820–828. Бибкод : 2020NanoL..20..820M. doi : 10.1021/acs.nanolett.9b02741. ПМК 7020140 . ПМИД  31536360. 
  160. ^ Лю З, Ли Ю, Чан Дж. Х., Ли Ю, Хан Х, Ёкой К. и др. (сентябрь 2015 г.). «Микрофлюидный цитометрический анализ транспортабельности и инвазивности раковых клеток». Научные отчеты . 5 (1): 14272. Бибкод : 2015NatSR...514272L. дои : 10.1038/srep14272. ПМЦ 4585905 . ПМИД  26404901. 
  161. ^ Эдуати Ф, Утарала Р, Мадхаван Д, Нейман УП, Лонгерих Т, Крамер Т и др. (июнь 2018 г.). «Платформа микрофлюидики для комбинаторного скрининга лекарств на биопсиях рака». Природные коммуникации . 9 (1): 2434. Бибкод : 2018NatCo...9.2434E. doi : 10.1038/s41467-018-04919-w. ПМК 6015045 . ПМИД  29934552. 
  162. ^ Стивенс М.М., Мэр К.Л., Чоу Н., Мураками М.А., Кнофф Д.С., Кикучи Ю. и др. (ноябрь 2016 г.). «Чувствительность отдельных раковых клеток к лекарствам прогнозируется по изменениям скорости накопления массы». Природная биотехнология . 34 (11): 1161–1167. дои : 10.1038/nbt.3697. ПМЦ 5142231 . ПМИД  27723727. 
  163. ^ аб Сарт С., Томази Р.Ф., Амселем Г., Баруд К.Н. (сентябрь 2017 г.). «Многомасштабная цитометрия и регулирование трехмерных клеточных культур на чипе». Природные коммуникации . 8 (1): 469. Бибкод : 2017NatCo...8..469S. дои : 10.1038/s41467-017-00475-x. ПМЦ 5589863 . ПМИД  28883466. 
  164. ^ Гросселин К., Дюран А., Марсолье Дж., Пуату А., Марангони Э., Немати Ф. и др. (июнь 2019 г.). «Высокопроизводительный одноклеточный ChIP-секвенирование выявляет гетерогенность состояний хроматина при раке молочной железы». Природная генетика . 51 (6): 1060–1066. дои : 10.1038/s41588-019-0424-9. PMID  31152164. S2CID  171094979.

дальнейшее чтение

Обзорные статьи

Книги

Викискладе есть медиафайлы по теме микрофлюидики .

Образование

В Wikibooks есть книга на тему: Микрофлюидика.
У Схолии есть тематический профиль по микрофлюидике .