微液滴电化学阻抗传感芯片用于核酸扩增检测的研究

基本信息
批准号:21804126
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:刘文文
学科分类:
依托单位:中国科学院半导体研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张丁元,蒋莉娟,黄义征,节俊尧,王琛瑜,胡诗铭
关键词:
电化学检测核酸检测阻抗集成芯片微液滴
结项摘要

As the development of microfluidic and Micro-Electro-Mechanical System, nucleic acid analysis based on droplets is focusing on chip and high-throughput, and becoming an effective method in research and application of quantitative determination of rare DNA. However, detection of nucleic acid amplification is dominated by the use of fluorescence, which suffers from the cost and time of preparing probes, the errors brought by fluorescence saturation and photo bleaching, and the huge and expensive optical equipment. These shortcomings hamper the on chip integration and application of nucleic acid amplification in droplets. On the other hand, DNA analysis, especially the DNA sequencing, get a great leap by making use the low cost and high sensitivity of electrochemical biosensor and large scale integration in semiconductor field. In this project, we design and fabricate chips and electrodes with high sensitivity using semiconductor manufacturing to achieve the impedance-based detection of nucleic acid amplification in droplets. The chip for DNA amplification integrates with temperature control, thus all the DNA analyses will be operated on chip. We will study the impedance signal of PCR droplets and carry out the research on the optimization of PCR reaction system to achieve the maximum sensitivity. We will also study the sensitization mechanism of buffer and nanoparticles in PCR reagent to achieve the high sensitive detection of nucleic acid amplification in droplets using impedance integrated biosensor. Eventually, both the chip and sensitization mechanism could be achieved with the accomplishment of this project, which would be a new ideas and technology platform for droplets detection.

随着微流控和微机电技术的发展,基于微液滴的核酸分析技术及设备逐渐芯片化和高通量,成为疾病预防和早诊、检验检疫、痕量核酸定量等研究和应用领域的重要手段。然而,微液滴内核酸扩增产物的检测多依赖荧光标记,不仅需要对样品进行荧光衍生前处理,受荧光过饱和及光漂白影响;还需搭载精密和昂贵的检测光路,成为微液滴核酸分析芯片化和高通量检测以及推广应用的最大障碍之一。电化学传感器和大规模集成电路的快速、灵敏、低能耗和低成本已为核酸分析带来重大飞跃。本项目将发挥电化学传感优势,利用半导体微纳加工技术,设计并研制集成温控的微液滴核酸扩增芯片和高灵敏度的微液滴阻抗检测电极;研究适用于阻抗检测的核酸扩增体系,以及低缓冲条件和金纳米材料对扩增产物阻抗检测的增敏机理和特异性应用;最终实现微液滴核酸扩增的高灵敏度、集成化电阻抗检测。本项目的实施不仅提供具有重要应用价值的研究技术和芯片,还将促进阻抗检测增敏机理研究。

项目摘要

单细胞核酸分析可突破常规群体细胞分析的平均结果掩盖个别重要信息的局限性,掌握更准确、更全面的细胞信息。本项目研制了硅基微孔、微液滴生成、核酸扩增及温度控制等多种芯片,对芯片和片上PCR反应体系进行了优化,实现微孔阵列式和微液滴式单细胞的高通量核酸检测分析,研制出便携式核酸现场快速荧光检测装置。对疾病的早期预防和诊断、细胞异质性基础研究具有重要意义。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
3

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

基于全模式全聚焦方法的裂纹超声成像定量检测

DOI:10.19650/j.cnki.cjsi.J2007019
发表时间:2021
4

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.05.013
发表时间:2022
5

基于混合优化方法的大口径主镜设计

基于混合优化方法的大口径主镜设计

DOI:10.3788/AOS202040.2212001
发表时间:2020

刘文文的其他基金

批准号:31701496
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31772134
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11704285
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31401713
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51475132
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

非接触式电容耦合电导检测微系统用于核酸扩增过程的实时定量检测

批准号:21275153
批准年份:2012
负责人:金庆辉
学科分类:B0407
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
2

液滴技术用于三维细胞球体微流控芯片的研究

批准号:21105014
批准年份:2011
负责人:纪季
学科分类:B0401
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于多重体积微液滴的数字PCR核酸定量检测新方法研究

批准号:61675164
批准年份:2016
负责人:彭年才
学科分类:F0511
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
4

微流控芯片电化学细胞传感体系用于循环肿瘤细胞分选、捕获、检测与释放的研究

批准号:81601571
批准年份:2016
负责人:张元庆
学科分类:H2803
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目