简介
微流控芯片实验室（Lab-on-chip, LOC）是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备，生物与化学反应，分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。按照目前理解，一个芯片实验室系统包括芯片、芯片分析仪及实现芯片功能化方法和材料的试剂盒三部分。本书全面概述LOC各项技术，着重介绍其在生命科学中的应用. 全书分为上下两篇共十四章，上篇介绍作为技术平台的微流控芯片实验室的各项技术特点，主要内容包括: 微流控芯片的材料和制造技术，样品处理和进样技术，微流体的驱动控制和混合反应技术，分离检测和集成化技术。下篇介绍LOC的应用，以 LOC在系统生物学的应用前景为纲，分别对其在基因分析和诊断、蛋白质分离分析、代谢产物分离分析、细胞分析以及分子相互作用研究中的应用加以叙述。
目录
目录
序
第1章 绪论
1．1 微流控芯片实验室及其发展历史
1．2 微流控芯片实验室的理论研究
1．3 微流控芯片实验室整体框架
1．4 微流控芯片及基本操作单元
1．5 微流控芯片的应用
1．6 展望
参考文献
上篇 微流控芯片实验技术
第2章 芯片材料与芯片制作技术
2．1 前言
2．2 芯片材料
2．2．1 硅、石英和玻璃
2．2．2 有机高分子聚合物
2．3 芯片制作环境要求
2．4 硅芯片、玻璃芯片和石英芯片的制作及封接
2．4．1 基本加工制作过程
2．4．2 芯片封接
2．4．3 玻璃芯片成品
2．4．4 石英芯片成品
2．5 高分子聚合物芯片的制作及封接
2．5．1 基本加工制作过程
2．5．2 芯片封接
2．5．3 聚合物芯片成品
参考文献
第3章 微流体控制与驱动技术
3．1 前言
3．2 微流体控制
3．2．1 电渗控制
3．2．2 微阀控制
3．3 微流体驱动
3．3．1 气动微泵驱动
3．3．2 电渗驱动
3．3．3 其他驱动方式
参考文献
第4章 进样及样品前处理技术
4．1 前言
4．2 液态样品进样
4．2．1 区带样品进样
4．2．2 连续样品进样
4．3 气固态样品进样
4．4 样品前处理
4．4．1 固相萃取
4．4．2 等速电泳
4．4．3 膜分离
4．4．4 其他
参考文献
第5章 微混合和微反应技术
5．1 前言
5．2 微混合和微混合器
5．2．1 微混合
5．2．2 微混合器
5．3 微化学反应和微化学反应器
5．3．1 一般微化学反应
5．3．2 均相液相反应器
5．3．3 非均相反应器
5．3．4 柱前、柱后反应器
5．3．5 其他类型反应器
5．4 微型生物反应
5．4．1 聚合酶链反应(PCR)
5．4．2 免疫反应
参考文献
第6章 微分离技术
6．1 前言
6．2 微电泳分离的基本问题
6．2．1 谱带迁移
6．2．2 谱带展宽
6．3 微电泳分离的常见模式
6．3．1 一维芯片电泳
6．3．2 多维芯片电泳
参考文献
第7章 检测技术
7．1 前言
7．2 激光诱导荧光检测
7．2．1 单通道芯片LIF检测器
7．2．2 多通道阵列芯片LIF检测器
7．2．3 微型化和集成化的荧光检测器
7．3 紫外吸收光度检测
7．3．1 紫外吸收光度检测芯片的特殊需求
7．3．2 紫外吸收光度检测器
7．4 化学发光检测
7．4．1 单通道芯片化学发光检测器
7．4．2 多通道阵列芯片化学发光检测器
7．5 电化学检测
7．5．1 安培检测法
7．5．2 电导检测法
7．5．3 电势检测法
7．5．4 复合式电化学检测法
7．6 质谱检测
7．6．1 芯片与ESI-MS接口
7．6．2 芯片与MALDI-MS接口
7．6．3 芯片/质谱的应用
7．7 其他检测
7．7．1 等离子体发射光谱检测器
7．7．2 热透镜检测器
7．7．3 各种生物传感器
参考文献
第8章 单分子荧光检测技术
8．1 前言
8．2 单分子荧光检测的基本原理和物理量
8．2．1 荧光发射原理
8．2．2 背景噪声的降低
8．2．3 检测物理量
8．3 单分子荧光检测的基本过程
8．3．1 单分子标记策略
8．3．2 单分子荧光检测方法
8．3．3 单分子判定原则
8．4 单分子检测的应用
8．4．1 溶液体系中的应用
8．4．2 细胞体系中的应用
参考文献
下篇 微流控芯片实验室应用
第9章 核酸
9．1 前言
9．2 基因突变检测
9．2．1 点突变
9．2．2 基因大片段缺失、基因重排和甲基化
9．3 基因分型
9．3．1 单核苷酸多态性(SNP)基因分型
9．3．2 短串联重复序列多态性(STR)基因分型
9．4 病原体基因检测
9．5 DNA测序
9．6 微流控芯片DNA计算机
9．6．1 DNA计算和DNA计算机
9．6．2 微流控芯片DNA计算机
参考文献
第10章 蛋白质
10．1 前言
10．2 蛋白质分析中的若干问题
10．3 蛋白质氨基酸序列和构象
10．3．1 蛋白质的氨基酸序列
10．3．2 蛋白质的构象
10．4 蛋白质糖基化
10．4．1 糖肽的分析
10．4．2 糖形的分析
10．5 蛋白质磷酸化
10．6 蛋白质分子参与的相互作用研究
参考文献
第11章 小分子和离子
11．1 前言
11．2 离子
11．2．1 阳离子的分离分析
11．2．2 阴离子的分离分析
11．3 手性分子
11．3．1 手性拆分原理
11．3．2 芯片手性拆分特点
11．3．3 芯片平台上拆分的手性分子
11．4 代谢物
11．4．1 代谢物的一般分析方法
11．4．2 若干重要代谢物的测定
参考文献
第12章 细胞
12．1 前言
12．2 单元技术
12．2．1 芯片细胞培养
12．2．2 芯片细胞分选
12．2．3 芯片细胞裂解
12．3 应用研究
12．3．1 细胞状态研究
12．3．2 细胞功能研究
12．3．3 细胞组分研究
参考文献
名词索引
序
第1章 绪论
1．1 微流控芯片实验室及其发展历史
1．2 微流控芯片实验室的理论研究
1．3 微流控芯片实验室整体框架
1．4 微流控芯片及基本操作单元
1．5 微流控芯片的应用
1．6 展望
参考文献
上篇 微流控芯片实验技术
第2章 芯片材料与芯片制作技术
2．1 前言
2．2 芯片材料
2．2．1 硅、石英和玻璃
2．2．2 有机高分子聚合物
2．3 芯片制作环境要求
2．4 硅芯片、玻璃芯片和石英芯片的制作及封接
2．4．1 基本加工制作过程
2．4．2 芯片封接
2．4．3 玻璃芯片成品
2．4．4 石英芯片成品
2．5 高分子聚合物芯片的制作及封接
2．5．1 基本加工制作过程
2．5．2 芯片封接
2．5．3 聚合物芯片成品
参考文献
第3章 微流体控制与驱动技术
3．1 前言
3．2 微流体控制
3．2．1 电渗控制
3．2．2 微阀控制
3．3 微流体驱动
3．3．1 气动微泵驱动
3．3．2 电渗驱动
3．3．3 其他驱动方式
参考文献
第4章 进样及样品前处理技术
4．1 前言
4．2 液态样品进样
4．2．1 区带样品进样
4．2．2 连续样品进样
4．3 气固态样品进样
4．4 样品前处理
4．4．1 固相萃取
4．4．2 等速电泳
4．4．3 膜分离
4．4．4 其他
参考文献
第5章 微混合和微反应技术
5．1 前言
5．2 微混合和微混合器
5．2．1 微混合
5．2．2 微混合器
5．3 微化学反应和微化学反应器
5．3．1 一般微化学反应
5．3．2 均相液相反应器
5．3．3 非均相反应器
5．3．4 柱前、柱后反应器
5．3．5 其他类型反应器
5．4 微型生物反应
5．4．1 聚合酶链反应(PCR)
5．4．2 免疫反应
参考文献
第6章 微分离技术
6．1 前言
6．2 微电泳分离的基本问题
6．2．1 谱带迁移
6．2．2 谱带展宽
6．3 微电泳分离的常见模式
6．3．1 一维芯片电泳
6．3．2 多维芯片电泳
参考文献
第7章 检测技术
7．1 前言
7．2 激光诱导荧光检测
7．2．1 单通道芯片LIF检测器
7．2．2 多通道阵列芯片LIF检测器
7．2．3 微型化和集成化的荧光检测器
7．3 紫外吸收光度检测
7．3．1 紫外吸收光度检测芯片的特殊需求
7．3．2 紫外吸收光度检测器
7．4 化学发光检测
7．4．1 单通道芯片化学发光检测器
7．4．2 多通道阵列芯片化学发光检测器
7．5 电化学检测
7．5．1 安培检测法
7．5．2 电导检测法
7．5．3 电势检测法
7．5．4 复合式电化学检测法
7．6 质谱检测
7．6．1 芯片与ESI-MS接口
7．6．2 芯片与MALDI-MS接口
7．6．3 芯片/质谱的应用
7．7 其他检测
7．7．1 等离子体发射光谱检测器
7．7．2 热透镜检测器
7．7．3 各种生物传感器
参考文献
第8章 单分子荧光检测技术
8．1 前言
8．2 单分子荧光检测的基本原理和物理量
8．2．1 荧光发射原理
8．2．2 背景噪声的降低
8．2．3 检测物理量
8．3 单分子荧光检测的基本过程
8．3．1 单分子标记策略
8．3．2 单分子荧光检测方法
8．3．3 单分子判定原则
8．4 单分子检测的应用
8．4．1 溶液体系中的应用
8．4．2 细胞体系中的应用
参考文献
下篇 微流控芯片实验室应用
第9章 核酸
9．1 前言
9．2 基因突变检测
9．2．1 点突变
9．2．2 基因大片段缺失、基因重排和甲基化
9．3 基因分型
9．3．1 单核苷酸多态性(SNP)基因分型
9．3．2 短串联重复序列多态性(STR)基因分型
9．4 病原体基因检测
9．5 DNA测序
9．6 微流控芯片DNA计算机
9．6．1 DNA计算和DNA计算机
9．6．2 微流控芯片DNA计算机
参考文献
第10章 蛋白质
10．1 前言
10．2 蛋白质分析中的若干问题
10．3 蛋白质氨基酸序列和构象
10．3．1 蛋白质的氨基酸序列
10．3．2 蛋白质的构象
10．4 蛋白质糖基化
10．4．1 糖肽的分析
10．4．2 糖形的分析
10．5 蛋白质磷酸化
10．6 蛋白质分子参与的相互作用研究
参考文献
第11章 小分子和离子
11．1 前言
11．2 离子
11．2．1 阳离子的分离分析
11．2．2 阴离子的分离分析
11．3 手性分子
11．3．1 手性拆分原理
11．3．2 芯片手性拆分特点
11．3．3 芯片平台上拆分的手性分子
11．4 代谢物
11．4．1 代谢物的一般分析方法
11．4．2 若干重要代谢物的测定
参考文献
第12章 细胞
12．1 前言
12．2 单元技术
12．2．1 芯片细胞培养
12．2．2 芯片细胞分选
12．2．3 芯片细胞裂解
12．3 应用研究
12．3．1 细胞状态研究
12．3．2 细胞功能研究
12．3．3 细胞组分研究
参考文献
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