項(xiàng)目簡(jiǎn)介：   毛細(xì)管電泳是上世紀(jì)90年代分析化學(xué)前沿分支，人類(lèi)基因組工程測(cè)序主流技術(shù)，以芯片電泳為基礎(chǔ)的微流控芯片是本世紀(jì)重要的前沿科學(xué)技術(shù)。本項(xiàng)目用非平衡熱力學(xué)理論研究毛細(xì)管電泳分離過(guò)程，提出長(zhǎng)鏈DNA片段測(cè)序需使用稀釋大分子聚合物的觀點(diǎn)，成功拆分可溶的120余種手性藥物等工作促成"生命科學(xué)中的毛細(xì)管電泳"獲遼寧省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。90年代末，項(xiàng)目組開(kāi)始以芯片電泳為基礎(chǔ)的微流控芯片研究，在國(guó)際學(xué)術(shù)界幾乎同期起步，缺少借鑒和技術(shù)支撐的情況下，經(jīng)過(guò)八年努力，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的芯片電泳-微流控芯片研究體系，在疾病診斷和藥物篩選領(lǐng)域開(kāi)展大量的實(shí)際應(yīng)用，2005-2006兩年項(xiàng)目主要完成人林炳承在芯片電泳-微流控芯片的SCI文章數(shù)已居世界前列。

本項(xiàng)目有力推動(dòng)了毛細(xì)管電泳－芯片電泳學(xué)科建設(shè)和發(fā)展，為迅速、全面進(jìn)入微流控芯片領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)。項(xiàng)目所開(kāi)展的大量的疾病診斷和藥物篩選等方面的工作，為這些領(lǐng)域的專(zhuān)用芯片產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。

項(xiàng)目組發(fā)表論文189篇（SCI 127篇），其中本領(lǐng)域高端或主流刊物(影響因子約在4~9)的40篇。出版著作6部，為4部國(guó)外著作撰寫(xiě)章節(jié)，為國(guó)際雜志撰寫(xiě)7篇綜述。論文和著作被他人引用1039次；項(xiàng)目組已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利51項(xiàng)，其中13項(xiàng)已獲授權(quán)。

5名國(guó)際專(zhuān)家對(duì)項(xiàng)目組近期工作作匿名評(píng)審，認(rèn)為其"科學(xué)研究的成就杰出"。 現(xiàn)代DNA測(cè)序方法發(fā)明者之一，N. Dovichi撰文對(duì)項(xiàng)目組提出的DNA分離理論予以肯定，認(rèn)為由此"明顯看出，長(zhǎng)鏈DNA片段測(cè)序需要使用稀釋的大分子聚合物"。關(guān)于硅橡膠表面修飾的方法被美國(guó)麻省理工學(xué)院J.W. Albercht等成功用于芯片蛋白分離，美國(guó)科學(xué)院院士R.N. Zare等認(rèn)為它是幾種新的減少蛋白吸附方法之一。有關(guān)糖型的工作被認(rèn)為是"首次在微流控芯片上采用凝集素親和色譜分離糖蛋白中糖型，足夠新穎"。該工作在Anal Chem. 發(fā)表，美國(guó) J. Proteome Research 雜志以"重要新聞"形式予以轉(zhuǎn)載，Elsevier邀林炳承為其相關(guān)專(zhuān)著撰寫(xiě)專(zhuān)門(mén)一章。

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)：

1.用非平衡熱力學(xué)理論研究分離過(guò)程，發(fā)現(xiàn)定量表征分離整體效果的優(yōu)化目標(biāo)泛函，用數(shù)學(xué)模型模擬組分在毛細(xì)管內(nèi)的電泳行為，并據(jù)此編寫(xiě)了當(dāng)時(shí)國(guó)際上第一套毛細(xì)管電泳計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化軟件（論文/專(zhuān)著1）（毛細(xì)管分析、電毛細(xì)管分析/1502540）。

2.把"亞濃溶液線團(tuán)收縮理論"和毛細(xì)管電泳實(shí)際結(jié)合，明確提出長(zhǎng)鏈DNA片段測(cè)序需用稀釋的大分子聚合物作為分離介質(zhì)的觀點(diǎn)，從理論上解釋DNA在介質(zhì)全濃度區(qū)間分離的漸變性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)的"交纏濃度學(xué)說(shuō)"的修正。在此基礎(chǔ)上研制出一系列新的具有超低粘度和高分辨率，適用于長(zhǎng)鏈DNA的無(wú)膠篩分介質(zhì),成功用于遺傳病苯丙酮尿癥家系連鎖分析（論文/專(zhuān)著1、2）（毛細(xì)管分析、電毛細(xì)管分析/1502540）。

3.提出一個(gè)新的用于描述手性基團(tuán)和環(huán)糊精腔體結(jié)合的"側(cè)位結(jié)合模型"，解釋了結(jié)合強(qiáng)度和對(duì)映體拆分成功概率的關(guān)系，研制成新的拆分劑配方，開(kāi)展了145 種商用手性原藥（約占當(dāng)時(shí)全球銷(xiāo)售的商用手性藥物的三分之一）的拆分篩選，拆分了可溶的120 余種手性藥物（論文/專(zhuān)著1、3、4）（毛細(xì)管分析、電毛細(xì)管分析/1502540）。

4.設(shè)計(jì)研制了玻璃，石英，高聚物PMMA、PDMS（硅橡膠）和水凝膠等五種不同材料的微流控芯片，以電泳分離為基礎(chǔ)，兼有進(jìn)樣，固相萃取，色譜分離、膜分離、酶反應(yīng)、免疫反應(yīng)、PCR 反應(yīng)、細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞裂解、單細(xì)胞單分子分析等操作單元及其集成；研究出新的硅橡膠芯片表面修飾方法，解決了蛋白質(zhì)的吸附問(wèn)題；設(shè)計(jì)研制了有不同控制檢測(cè)功能的微流控芯片工作站，包括不同配置的激光誘導(dǎo)熒光、紫外、電化學(xué)和化學(xué)發(fā)光芯片儀（論文/專(zhuān)著5、6、7）（生化分析及生物傳感/1502715）。

5.構(gòu)建以凝集素-糖親和作用為基礎(chǔ)的芯片電泳微流控芯片平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)糖蛋白中糖型分離分析，運(yùn)行時(shí)間僅為普通色譜的3%，樣品耗量?jī)H為3pg。 首次在微流控芯片平臺(tái)上采用凝集素親和色譜分離蛋白質(zhì)糖型，為高通量鑒定血液中低濃度糖蛋白提供了可能（論文/專(zhuān)著5、8）（生化分析及生物傳感/1502715）。

6.利用自行構(gòu)建的芯片電泳-微流控芯片和自行研制的試劑盒，開(kāi)展一系列疾病診斷和藥物篩選研究。完成了18 例疑似SARS患者咽拭子樣品測(cè)定，226 例原發(fā)性高血壓基因多態(tài)性分析，159例腫瘤疑似人群P16 基因甲基化比較，以及200 例臨床疑診樣品乙肝病毒基因快速檢測(cè);以阿霉素對(duì)肝癌細(xì)胞作用為模型，建成一套藥物高通量篩選芯片系統(tǒng)（論文/專(zhuān)著5、9、10）（生化分析及生物傳感/1502715）。

主要完成人：

1.  林炳承

負(fù)責(zé)確定項(xiàng)目研究方向，制定總體方案并組織實(shí)施，長(zhǎng)期主持一線指揮。

在毛細(xì)管電泳研究階段，指導(dǎo)理論工作，主持軟件編寫(xiě)，并明確項(xiàng)目基礎(chǔ)研究和方法發(fā)展以DNA分離和手性拆分為主要背景，使研究水平在整個(gè)九十年代和國(guó)際主流學(xué)術(shù)界相當(dāng)。

在九十年代后期，及時(shí)把研究重心轉(zhuǎn)向芯片電泳，并以此為切入點(diǎn)，全力推進(jìn)微流控芯片研究，借助理論積累和技術(shù)突破，建立起有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的微流控芯片研究體系，近兩年SCI論文數(shù)居世界前列。

對(duì)本項(xiàng)目各發(fā)現(xiàn)點(diǎn)均作出指導(dǎo)性貢獻(xiàn)，在過(guò)去十五年中，林炳承將其主要精力全部用于本項(xiàng)目的實(shí)施之中，在該項(xiàng)目中的工作量為100%。 （論文/專(zhuān)著1-10）

2.   秦建華

接受過(guò)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的本科和碩士教育，并有在該專(zhuān)業(yè)長(zhǎng)期從事臨床、教學(xué)和研究工作的背景，持有分析化學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，對(duì)芯片電泳-微流控芯片，特別是它在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景有清晰認(rèn)識(shí)。

本項(xiàng)目芯片電泳部分的負(fù)責(zé)人之一，疾病診斷和藥物篩選部分的主要完成人。直接指揮了芯片基因診斷、分子－細(xì)胞相互作用和藥物篩選的研究，對(duì)在微流控芯片上開(kāi)展細(xì)胞凋亡研究，并將其用于藥物篩選發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。是本項(xiàng)目第4、5、6等發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的主要貢獻(xiàn)者之一。

本人在該項(xiàng)目中的工作量占其全部工作量的80%以上。（論文/專(zhuān)著5、10）

3.   戴忠鵬

本項(xiàng)目主要的技術(shù)支持者，參加了本項(xiàng)目全部技術(shù)工作，為毛細(xì)管電泳和芯片電泳的研究提供高水平技術(shù)平臺(tái)。在毛細(xì)管電泳研究階段，是各種不同性能電泳毛細(xì)管和分離介質(zhì)的主要研制者之一，在芯片電泳-微流控芯片研究中，是各種不同材料的芯片研制和表面改性的主要參加者之一。在本項(xiàng)目第2、3、4、5、6諸發(fā)現(xiàn)點(diǎn)中均有貢獻(xiàn)，在建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以芯片電泳為基礎(chǔ)的微流控芯片實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)（發(fā)現(xiàn)點(diǎn)4）中的貢獻(xiàn)尤為突出。

本人在本項(xiàng)目中的工作量占其全部工作量的80%。（論文/專(zhuān)著6、7、8、9）

4.   韓富天

承擔(dān)毛細(xì)管電泳基礎(chǔ)研究工作，側(cè)重于篩分理論、篩分介質(zhì)及其在基因診斷中的應(yīng)用，也承擔(dān)了腫瘤標(biāo)記物研究，是超低粘度篩分介質(zhì)的發(fā)明者，在本項(xiàng)目中最早直接開(kāi)展臨床毛細(xì)管電泳研究，苯丙酮尿癥基因診斷的具體完成者，對(duì)本項(xiàng)目在疾病診斷和藥物篩選研究工作作出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。本項(xiàng)目第2、3發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的直接貢獻(xiàn)者之一。

本人在該項(xiàng)目中的工作量占其全部工作量的70%。（論文/專(zhuān)著2）

5.   姜雷

本項(xiàng)目芯片電泳-微流控芯片部分的主要完成者之一，直接參與了本項(xiàng)目自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)芯片平臺(tái)的建設(shè)和疾病診斷、藥物篩選方面的研究工作，是本項(xiàng)目幾種關(guān)鍵性芯片、幾種功能芯片的關(guān)鍵性部件和幾種芯片工作站的主要研制者之一，直接促成了微流控芯片在免疫診斷中的應(yīng)用。對(duì)芯片電泳功能的拓展，功能化微流控芯片系統(tǒng)的研制，特別是本項(xiàng)目第4、6發(fā)現(xiàn)點(diǎn)作出了突出貢獻(xiàn)。

本人在本項(xiàng)目中的工作量占其全部工作量的70%。（論文/專(zhuān)著7）

10篇代表性論文：

1.   《毛細(xì)管電泳導(dǎo)論》

2.   Mannitol influence on the separation of DNA fragments by capillary electrophoresis in entangled polymer solutions / Talanta

3.   Investigation of 123 Chiral Drugs by Cyclodextrin-Modified Capillary Electrophoresis / LC-GC

4.   Study of Enantioselective Interactions Between Chiral Drugs and Serum Albumin by Capillary Electrophoresis / Electrophoresis

5.   微流控芯片實(shí)驗(yàn)室 / 色譜

6.   Multilayer Poly(vinyl alcohol)-adsorbed Coating on Poly(dimethylsiloxane) Microfluidic Chips for Biopolymer Separation / Electrophoresis

7.   Mini-Electrochemical Detector for Microchip Electrophoresis / Lab on a Chip

8.   Integrated Lectin Affinity Microfluidic Chip for Glycoform Separation / Analytical Chemistry

9.   Determination of SARS-coronavirus by a Microfluidic Chip System / Electrophoresis

10.  Simultaneous and Ultrarapid Determination of Reactive Oxygen Species and Reduced Glutathione in Apoptotic Leukemia Cells by Microchip Electrophoresis / Electrophoresis