【摘 要】
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单液滴芯片的生化物质分析在生物医学领域有着较好的应用前景,其分析样品包括细胞、化学标准样品、食品农药残留、大分子蛋白等。其中,单细胞异质性分析是当下研究的热点,基于单液滴芯片下对其进行分析,具备以下优势:一、液滴能够提供一个独立的反应舱室,避免周围环境的干扰;二、芯片极大地减少了试剂的消耗,能够快速累积样品达到可检测水平;三、液滴的单分散性良好,可在其内进行精确定量分析、细胞或药物筛选。但传统意义
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单液滴芯片的生化物质分析在生物医学领域有着较好的应用前景,其分析样品包括细胞、化学标准样品、食品农药残留、大分子蛋白等。其中,单细胞异质性分析是当下研究的热点,基于单液滴芯片下对其进行分析,具备以下优势:一、液滴能够提供一个独立的反应舱室,避免周围环境的干扰;二、芯片极大地减少了试剂的消耗,能够快速累积样品达到可检测水平;三、液滴的单分散性良好,可在其内进行精确定量分析、细胞或药物筛选。但传统意义的微液滴芯片制作工艺复杂,成本高,对操作人员学科背景要求较高。因此,在保持高通量单细胞制备和实时分析的同时保证制备策略的方便和通用性仍然是一个挑战。本论文开发了一种非传统意义的新型单液滴芯片平台,使用超薄金属微模板（UTmS）为单细胞的异质性研究提供支持平台以及为操作人员提供便利,无需复杂的工艺和高昂的成本。在厚度仅为5μm的芯片上,无需额外的固定、反应池和离心,仅需重力诱导的自然沉降,即可在20 min内实现高通量单细胞的制备,其单细胞通孔率在88%以上,细胞存活率达96±1.7%。接下来,我们了解到SERS技术在单液滴的分析中具有优异的表现,但由于传统的SERS基底存在着钉扎效应和咖啡环效应,导致其痕量检测能力受到限制,无法实现飞摩尔级别的超灵敏生化物质分析。本论文创新性地提出一种新型滚动策略,在超疏水表面进行连续的辅助加热滚动（CRESH）,克服了液滴与界面的固有钉扎效应,提高了富集效率,以协同方式实现了在飞摩尔水平上的痕量分析物检测,大大地降低了检测限。基于CRESH的50μL样品液滴混合物可以最终凝聚为200μm聚集体,其最终尺寸与初始液滴体积无关,显示出显著的凝聚效率和更低检测限的应用潜力,在有效、简便、经济高效和超灵敏的SERS检测中发挥作用。
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