微流控芯片课题组

为广泛征求用户的意见和需求，了解中国科学仪器市场的实际情况和仪器应用情况，仪器信息网自2008年6月1日开始，将用一年半的时间对不同行业有代表性的“100个实验室”进行走访参观。2008年6月25日，仪器信息网工作人员参观访问了本次活动的第四站：中国科学院大连化学物理研究所微型仪器课题组（105组）实验室、微流控芯片课题组实验室。 中国科学院大连化学物理研究所 中国科学院大连化学物理研究所，创建于1949年3月19日，原名为“大连大学科学研究所”，是一个应用研究与基础研究并重、具有较强技术开发实力、以承担国家和企业重大项目为主的化学化工研究所；其在中科院38个高技术研究所中名列前茅，先后有14位科学家当选为中国科学院和中国工程院院士，与三十多个国家建立了广泛的科技合作和交流关系。相关情况请见附件。 微型仪器课题组（105组）实验室 微型仪器课题组（105组）实验室一角 6月25日下午，大连化物所微型仪器课题组成员王华博士热情接待了仪器信息网到访人员；王华博士首先介绍了微型仪器课题组的基本情况：微型仪器课题组，又称105组，成立于1963年，上世纪九十年代以来，取得了科学院科技发明二等奖、自然科学二等奖、辽宁省科技发明一等奖等众多奖项，先后研制出有自主知识产权的高纯氩气、高纯氧气等高纯气体分析仪并且实现了产业化，研制出有自主知识产权的微型气相色谱仪、4种类型样品预处理技术和装置，研制出性能指标达到国际先进水平的激光诱导荧光检测器以及毛细管液相色谱-高温气相色谱联用仪等。 目前，微型仪器课题组（105组）的主要研究课题包括：微型液相色谱、泵系统和检测器，特种传感器，毛细管液相色谱-气相色谱联用技术，工业在线分析仪器，水中有机物样品预处理技术，环境和食品中农药残留样品预处理技术，化学传感器，色谱柱制备技术，毛细管液相色谱/电色谱整体柱制备技术等。 王华博士为仪器信息网到访人员介绍实验室仪器 王华博士称，目前大连化物所现设十大研究室，其中，基础研究类2个，重大项目类3个，应用研究类5个；微型仪器课题组（105组）是应用研究类仪器分析化学研究室下属的一个课题组，其课题组组长是由仪器分析化学研究室主任、博士生导师关亚风研究员兼任；微型仪器课题组实验室目前有毛细管液相-质谱联用仪、气相色谱-质谱联用仪、气相色谱仪、毛细管液相色谱仪、毛细管二维液相色谱、液相色谱仪、等离子体原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪等多台高精度的分析检测仪器，以及大量的实验室辅助设备；总资产在1100多万元，实验室面积280多平方米。 Agilent 7890A/5975C 气-质联用仪 岛津 GCMS-QP2010气相色谱质谱联用仪 Finnigan Polaris Q 气相色谱-质谱联用仪 Waters 的CapLC-ESI-Q-Tof Micro™ 毛细管液相-串级质谱联用仪 IRIS Advantage ICP-AES等离子体原子发射光谱仪 Micro-Tech Scientific毛细管二维液相色谱仪 PE-AutoSystem气相色谱仪 Varian 3800气相色谱仪 Agilent 6890N气相色谱仪 当问及科研项目产业化以及“科分”品牌相关情况时，王华博士表示，课题组相关科研项目产业化主要体现在“科分”品牌系列产品研制开发上，凭借着大连化物所雄厚的科研力量和坚实的技术积累，课题组几十年一直致力于色谱、分析领域的研究和开发，尤其是在国家科委和中科院的九五科技攻关课题支持下，研制开发出的“微型气相色谱仪”并开始商品化就是其中一个典型。 据了解，目前“科分”品牌系列产品有高性能气相毛细管柱、气相色谱填充柱、毛细管液相色谱柱、零点空气发生器、微型气相色谱、氢气含量分析仪、工业在线总烃分析仪、高效填充毛细管液相—高温气相色谱联用仪、高可靠工业小型专用色谱等。 从已有的相关资料信息以及在微型仪器课题组（105组）实验室的所见所闻，尤其是王华博士的精彩讲解，仪器信息网到访人员深有体会：微型仪器课题组（105组）的确是大连化物所中最具综合实力的课题组之一。 微流控芯片课题组实验室 在参观微型仪器课题组（105组）实验室之后，仪器信息网工作人员一行又拜访了微流控芯片课题组林炳承研究员，林老师热情接待了仪器信息网到访人员。 林炳承研究员与仪器信息网到访人员交谈 在微流控芯片课题组成员解华博士的带领下，仪器信息网到访人员参观了课题组实验室，解华博士介绍道：课题组是90年代初起开始从事生命科学中的毛细管电泳研究，在90年代后期才转向微流控芯片研究，根据生物医学领域需求，以微流控芯片为主要平台，在细胞和分子层面，开展以不同单元技术灵活组合和规模集成为特征的疾病诊断和药物筛选等方面的工作。 微流控芯片课题组实验室一角 微流控芯片紫外检测仪 解华博士进一步表示，微流控芯片课题组实验室，可能与很多实验室有所不同，通用性仪器不多，基本上都是自己搭建、直接定制或二次研制的仪器；目前，课题组已具备了自行设计、制造多种不同材料的芯片和不同检测器的芯片工作站的能力，掌握了化学和生物实验室主要单元操作的芯片化及其集成技术，建立了具有自主知识产权，兼有生物医学特色的微流控芯片体系，并用于分子和细胞层次的实际样品，实现了微流控芯片的初级功能化。 解华博士为仪器信息网到访人员讲解微流控芯片分析技术 微流控芯片分析技术荣获“2007年度辽宁省技术发明一等奖” 通过解华博士的详细讲解，不难理解课题组的微流控芯片分析技术相对成熟，但实现其产品产业化进展又如何呢。针对这一点，解华博士谈到，之前课题组也与相关公司谈过微流控芯片项目相关合作，但不是很成功，目前课题组准备依托中科院的支持而自己做，其产品产业化基地就在“中科院大连科技创新园”建设计划之一的河口“研发孵化园”。 据了解，“中科院大连科技创新园”是中国科学院与大连市政府开展全面科技合作的一个重要载体，以科技创新、中试孵化和成果转移为主要内容；其中，100亩“研发孵化园”建在大连河口，主要内容为中科院所属院所的研发、中试、孵化项目及国家工程中心建设等；300亩“产业化园”建在旅顺，重点建设中科院所属院所成熟技术转化和产业化项目；500亩“海洋生态园”由长海县提供，重点开展海洋生态、海洋资源与能源、海产养殖等研发示范项目。 附: 大连化物所简介PPT http://www.instrument.com.cn/news/doc/dalianshenghuasuo.rar

p 　　11月14日，清华大学化学系林金明教授课题组在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)发表文章，论文标题：In Situ Scatheless Cell Detachment Reveals Connections Between Adhesion Strength and Viability at Single-Cell Resolution，DOI: 10.1002/anie.201710273，作者：Sifeng Mao, Wanling Zhang, Qiushi Huang, Masqooh Khan, Haifang Li, Katsumi Uchiyama, Jin-Ming Lin。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/noimg/95106bd3-3868-4bcf-a4ad-1aa09d2a212d.jpg" title=" u=1459581422,4157041204& amp fm=214& amp gp=0.jpg" / /p p 　　单细胞生物学为生物学的一些最基本的过程提供了见解，并促进了对生命奥秘的理解。 随着单细胞研究技术的不断拓展，需要复杂的分析工具来了解单细胞的各种行为和成分，以及它们在贴壁组织培养中的关系。课题组基于微流体芯片的活单细胞提取器(LSCE)从标准组织培养物中提取单个贴壁细胞，揭示了细胞的异质性和细胞粘附强度与细胞活力的关系，而且为单细胞生物学提供了新的方法。 /p p 　　《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)是化学领域的顶级期刊，收录的文章以简讯类为主，简讯主要分布在有机化学、生命有机化学、材料学、高分子化学等领域，无机化学、物理化学涉及相对较少。SCI收录期刊，2016-2017最新影响因子为11.994。 /p p 　　值得一提的是，多通道微流控芯片-质谱联用(Chip-MS)系统是清华大学林金明教授长期攻克的研究课题。2016年已与岛津公司合作，结合岛津现有的高性能质谱，成功地研制了具有多通道芯片细胞培养、显微观察、细胞代谢富集与分离、高灵敏质谱检测等多种功能的分析仪器。虽然还没有正式对外发售，但今年9月清华大学已与岛津中国联合举办的首期微流控芯片质谱联用细胞分析讲习会。 /p p 　　林金明教授介绍，第二期微流控芯片质谱联用细胞分析讲习会初步确定12月25日在上海举办。 /p

成果名称 低压直流细胞电穿孔微流芯片系统 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 电穿孔（电转染）是一种利用外加电场击穿细胞膜，使平时不能穿透细胞膜的大分子(核酸、蛋白质、药物等)进入细胞的技术。电穿孔技术已在细胞实验、基因治疗等领域广泛应用。但目前的技术均需要金属电极，金属电极产生的金属离子渗出、气泡等对细胞有不利影响，降低了转染效率。此外，高压脉冲电源的使用使得目前此类仪器操作复杂、价格居高不下。这些都大大限制了电穿孔技术的广泛应用。针对上述问题，北京大学工学院熊春阳课题组采用微流芯片技术，实现一种不需要微电极，仅利用简单低压直流电源即可实现的细胞电穿孔技术。这一技术将大大降低仪器制造成本，简化操作流程，并可以进一步发展为高通量、高效率的细胞电转染系统。 2009年，熊春阳副教授申请的&ldquo 低压直流细胞电穿孔微流芯片系统&rdquo 项目得到了第二期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。课题组利用微流体中因尺度效应而产生的层流，用高电导率的液体来代替电极，将细胞悬浮液通过流动聚焦技术夹在高电导率溶液之间，形成三个平行流动的稳定流层。通过将电极与两侧的高电导率溶液相连，再与直流电源相连，电压会大部分施加在中间电阻较大的细胞流层。由于微流尺度较小，即使很低的电压都可产生较大的场强，从而可以实现细胞电穿孔。 这项工作在基金的支持下得以顺利的推进，通过相关设备的购置和实验测试，课题组完成了微流控芯片的设计和加工、液体导电层的引入、不同类型细胞电转染参数的优化等工作。该项目目前已经顺利结题，相关成果已经申请中国专利，正在申请国际专利。 应用前景：该项目实现一种不需要微电极，仅利用简单低压直流电源即可实现的细胞电穿孔技术。这一技术将大大降低仪器制造成本，简化操作流程，并可以进一步发展为高通量、高效率的细胞电转染系统。由于课题组具有完全的自主知识产权，这一工作可以打破目前国外同类仪器建立的技术壁垒，具备较强的市场推广前景。