Курс "Микро- и нанотехнологии в биологических и медицинских исследованиях"

Курс "Микро- и нанотехнологии в биологических и медицинских исследованиях"
Преподаватель: доцент, к.т.н.,с.н.с. Анатолий Александрович Евстрапов
Краткая информация о курсе
Курс включает 36 часов лекционных занятий и 4 часа практических (семинарских)
занятий.
Содержание курса:
1. Введение
Применение микро- и нано- технологий в приборах и устройствах для
биологических и медицинских исследований. Биологический компьютер. Тенденции
развития аналитической техники для исследований химических и биологических веществ.
Качественное и количественное определение состава сложного вещества.
Структурный анализ. Общие вопросы анализа. Методы измерений. Понятие
специфичности (избирательности) метода. Классификация аналитических методов.
Метрологическое обеспечение аналитических исследований.
Использование микро- и нано- технологий для получения информации о
биологическом объекте на качественно новом уровне. Молекулы и макромолекулы.
Биосубстраты и биологические пробы. Особенности анализа биологических объектов.
Пробы внутренней среды организма. Пробы окружающей среды. Основные
характеристики. Специфика приготовления и хранения проб.
Введение в микрофлюидику. Жидкие среды. Гидродинамические и реологические
свойства жидкости. Числа Рейнольдса, Пекле, Прандтля. Двойной электрический слой.
Профили скорости и концентрации. Турбулентное и ламинарное движение жидкости.
Закон Фика. Формулы Навье-Стокса.
Методы управления движением и разделение микрочастиц в жидкости с помощью
внешних полей: диэлектрофорез, фотофорез, оптофорез, оптический пинцет,
магнитофорез. Теория, основные определения. Особенности воздействия полей на
биологические частицы (макромолекулы, клетки).
2. Микро- и нано- устройства и приборы для биологических и медицинских
исследований.
Микрочипы, как элементы аналитических и технологических систем.
Гибридизационные (матричные) и микрофлюидные (капиллярные) чипы. Концепция
Micro total analysis system (m-TAS) и Lab-on-a-chip - "микросистемы полного анализа" и
"лаборатории на чипе". Терминология, классификация. Основные преимущества
миниатюризации.
Микрочипы, как функциональные элементы: устройства адресной доставки
лекарств, имплантируемые устройства, телеметрические системы, устройства
идентификации, микророботы, микросенсоры.
Материалы микрочипов. Способы и технологии получения микро- и наноразмерных устройств и элементов для аналитических систем: литография
(фотолитография, рентгеновская, ультрафиолетовая, ионная), травление материала,
тиснение, лазерная абляция, микрообработка. Сравнительные характеристики.
Герметизация микрочипов.
Топология (архитектура) и конструкции микрочипов. Микроканалы, смесители,
дозаторы, реакционные камеры, микронасосы, детекторы. Интерфейсы микроустройств.
Методы и способы управления микропотоками.
3. Аналитические методы в биологических, медицинских и экологических
исследованиях.
Физические, химические, физико-химические методы анализа. Выбор метода
анализа. Стадии анализа. Подготовка пробы. Современная аналитическая система –
комплекс высокотехнологичных приборов и устройств.
Методы и способы детектирования компонентов биологических проб. Оптические,
электрохимические и масс-спектрометрические методы. Особенности при детектировании
сверхмалых количеств пробы.
Разделение, концентрирование и амплификация биологических проб.
Классификация методов. Сущность методов разделения.
- Устранение влияния мешающих веществ. Реакции присоединения,
соединения и обменного взаимодействия.
- Экстракция. Теория экстракции. Твердофазная, жидкость-жидкостная и
микрофлюидная экстракции.
- Методы фильтрации и фракционирования. Мембранная фильтрация.
Фильтрация и фракционирование на микро- и нано- структурах.
- Седиментационные методы разделения. Флотация. Разделение веществ с
помощью центробежных сил. Многоканальные CD – чипы.
- Электрофоретические методы. Теория электрофореза.
Электроосмотический поток. Зональный электрофорез, капиллярный электрофорез,
изоэлектрическое фокусирование, изотахофорез, двумерный электрофорез,
иммуноэлектрофорез. Концентрация пробы методом стэкинга.
Электрофоретическое разделение ДНК и белков на микрочипе.
- Анализ популяций, отдельных клеток и макромолекул на микрочипе
методом диэлектрофореза.
- Хроматографические методы. Основные понятия и терминология.
Классификация. Жидкостная хроматография. Адсорбционная, распределительная,
ионообменная, аффинная, тонкослойная и двумерная хроматографии. Концепция
теоретических тарелок. Кинетическая теория хроматографии. Параметры колонки
и размывание зон. Уравнение Ван-Деемтера. Разрешающая способность колонки.
Хроматограф и его элементы.
- Электрохроматография и хроматография на чипе.
- Методы, основанные на специфическом связывании. Реакция антигенантитело. Агглютинация и преципитация. Использование меченых соединений.
Иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез, конкурентное связывание, сэндвич методы, латекс-агглютинация.
- Идеология Т- и Н- сенсора на микрочипе. Разделение "малых" молекул.
- Полимеразная цепная реакция (ПЦР) и другие методы амплификации
генетического материала (ДНК, РНК). Постановка ПЦР на микрочипе.
Биологические чипы.
Методы визуализации биологических объектов. Высокоразрешающая микроскопия
(микроскопия ближнего поля, конфокально-сканирующая и атомно-силовая микроскопия)
при изучении макромолекул, клеток и других структур.
Коммерческие аналитические приборы и функциональные устройства на основе
микрочипов. Интегрированные микро- аналитические системы.
4. Заключение.
Коммерциализация микрочиповых технологий.
Мультифункциональные структуры на микрочиповой платформе.
Обзор современных исследований.
Список литературы
1. Bruus Henrik Theoretical microftiidics. Lecture notes. MIC - Department of Micro and
Nanotechnology Technical University of Denmark. 2004. 190.
2. Bruus Henrik Introduction to nanotechnology. Lecture notes. MIC - Department of Micro
and Nanotechnology Technical University of Denmark. Lyngby. spring 2004. 130.
(http://www.mic.dtu.dk/research/MIFTS/publications/books/nnote.pdf)
3. Li D Electrokinetics in Microfluidics. Department of Mechanical and Industrial
Engineering, University of Toronto, Canada. Academic Press. 2004. 652
4. Andersson Helene MICROFLUIDIC DEVICES FOR BIOTECHNOLOGY AND
ORGANIC CHEMICAL APPLICATIONS. Thesis for the degree of Doctor of Philosophy at
the Royal Institute of Technology. MICROSYSTEM TECHNOLOGY DEPARTMENT OF
SIGNALS, SENSORS AND SYSTEMS (S3) ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
(KTH). Stockholm. 2001. 114.
5. Madou M.J. Fundamentals of Microfabrication: The Science of Miniaturisation, 2nd ed.;
CRC Press, Boca Raton, 2002. 752.
6. Devasenathipathy S., Santiago J.G. Electrokinetic Flow Diagnostics in "Micro- and NanoScale Diagnostic Techniques," Ed. K.S. Breuer, Springer Verlag, New York, 2003. 260.
7. Integrated Microfabricated Biodevices Advanced Technologies for Genomics, Drug
Discovery, Bioanalysis, and Clinical Diagnostics. Edited by: Michael J. Heller Andras
Guttman. 2002. 456.
8. Oosterbroek R. E., Berg, A. Van Den Lab-On-A-Chip: Miniaurized Systems for (Bio)
Chemical Analysis and Synthesis. Elsevier Science. 2003;
9. Goranovic Goran and Bruus Henrik Simulations in microfluidics Chap. 5 in Microsystem
Engineering of Lab-on-a-Chip Devices Eds. O. Geschke, H. Klank, and P. Telleman
Wiley-VCH Verlag, Weinheim. 2004. 33
(http://www.mic.dtu.dk/research/MIFTS/publications/books/chap5.pdf)
10. Lars Solli and Rahel Gebrewold Negera Two-phase microflows
(http://www.mic.dtu.dk/research/MIFTS/publications/3week/Jun2003TwoPhaseFlow.pdf)
11. Rai-Choudhury P. Handbook of Microlithography, Micromachining and Microfabrication.
1st ed.; SPIE Press, Bellingham, WA. 1997. Vol. 2
12. Klaus В. Mogensen Henning Klank Jorg P. Kutter Recent developments in detection for
microfluidic systems//Electrophoresis 2004. 25. 3498-3512
13. Gardel M.L., Valentine M.T. and Weitz D.A. Microrheology in "Micro- and Nano-Scale
Diagnostic Techniques," Ed. K.S. Breuer, Springer Verlag, New York, 2003. 260.Irina
Ermolina, Hywel Morgan The electrokinetic properties of latex particles: comparison of
electrophoresis and dielectrophoresis //J. Col. Interface Science. 2005. 285. 419-428
14. Thomas B. Jones On the Relationship of Dielectrophoresis and Electrowetting// Langmuir.
2002. 18. 4437-4443
15. Helene Andersson and Albert van den Berg Microtechnologies and nanotechnologies for
single-cell analysis //Current Opinion in Biotechnology. 2004. 15. 44-49
16. Manz, N. Graber and H. M. Widmer, Miniaturized Total Chemical-Analysis Systems—a
Novel Concept for Chemical Sensing// Sens. Actuators B. 1990. 1. 244–248.
17. A Castellanos, A Ramos, A Gonzalez, N G Green and H Morgan Electrohydrodynamics and
dielectrophoresis in microsystems: scaling laws// J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. 36. 25842597
18. Yuval Garini, Bart J Vermolen and Ian Т Young From micro to nano: recent advances in
high-resolution microscopy// Current Opinion in Biotechnology. 2005. 16. 3-12
19. Shaorong Liu and Andras Guttman Electrophoresis microchips for DNA analysis TrAC
Trends in Analytical Chemistry Volume. June 2004. 23, 6. 422-431
20. N. A. Lacher, K. E. Garrison, R. S. Martin and S. M. Lunte, Microchip capillary
electrophoresis/electrochemistry// Electrophoresis. 2001. 22. 2526–2536
21. Paul A. Greenwood and Gillian M. Greenway Sample manipulation in micro total analytical
systems// TRAC Trends in Analytical Chemistry. 2002. 21, 11. 726-740
22. Ralph Holzel Single particle characterization and manipulation by opposite field
dielectrophoresis // Journal of Electrostatics 2002. 56, 4. 435-447
23. Manfried Durr , Jorg Kentsch , Torsten Muller , Thomas Schnelle , Martin Stelzle
Microdevices for manipulation and accumulation of micro- and nanoparticles by
dielectrophoresis// Electrophoresis. 2003. 24, 4. 722-731
24. Xin Lu , Wei-Hua Huang , Zong-Li Wang and Jie-Ke Cheng Recent developments in
single-cell analysis //Anal. Chim. Acta. 17 May 2004. 510, 2. 127-138
25. Youlan Li and Karan V. I. S. Kaler Dielectrophoretic fluidic cell fractionation system //
Anal. Chim. Acta. April 2004. 507, 1. 151-161
26. Eric B. Cummings and Anup K. Singh Dielectrophoresis in Microchips Containing Arrays
of Insulating Posts: Theoretical and Experimental Results// Anal. Chem. 2003. 75. 47244731
27. Reyes D.R., Iossifidis D., Auroux P-A., Manz A. Micro Total Analysis Systems// Anal.
Chem. 2002. 74. 2623-2652;
28. Sanders G.H.W., Manz A. Chip-based microsystems for genomic and proteomic analysis //
Trends in analytical chemistry. 2000. 19, 6. 364-378;
29. Khandurina J., Guttman A. Bioanalysis in microfluidic devices// Chromatography A. 2001.
Vol. 924 (1-2), p. 233-238; Verpoorte E. Microfluidic chips for clinical and forensic
analysis // Electrophoresis. 2002. 23. 677-712;
30. Huang Y., Mather E.L., Bell J.L., Madou M. MEMS-based sample preparation for
molecular diagnostics// Anal. Bioanal. Chem. 2002. 372. 49-65;
31. Figeys, D., Pinto, D Lab-on-a-chip: A revolution in biological and medical
sciences//Analytical Chemistry. 2000. 72. 330A-335A;
32. Beebe D.J., Mensing G.A., Walker G.M. Physics and Applications of Microfluidics in
Biology// Annu. Rev. Biomed. Eng. 2002. 4. 261-286;
33. Sato K., Hibara A., Tokeshi M., Hisamoto H., Kitamori T. Integration of Chemical and
Biochemical Analysis System into a Glass Microchip// Analytical Sciences. January 2003.
19. 15-22;
34. Paul A. Greenwood and Gillian M. Greenway Sample manipulation in micro total analytical
systems //TRAC Trends in Analytical Chemistry. 2002. 21,11. 726-740;
35. Gascoyne P.R.C., Vykoukal J. Particle separation by dielectrophoresis// Electrophoresis.
2002. 23. 1973-1983;
36. Hughes M.P. Strategies for dielectrophoretic separation in laboratory-on-a-chip systems//
Electrophoresis. 2002. 23. 2569-2582
37. Micro Total Analysis Systems 2001. Proceedings of the μTas 2001 Symposium, Monterey,
Ca, USA, 21-25 October, 2001. Ed.: J. Michael Ramsey and Albert J. Van den Berg Kluwer
Academic Publishers. 2001. 724.
38. Micro Total Analysis System 2002. Proceedings the 6th International Symposium on Micro
Total Analysis Systems (mTAS). Ed: Yoshinobu Baba, Nara, Japan, November, 3-7, 2002.
39. Micro total analysis system 2003. Proceedings of μTAS 2003 7th International Conference
on Micro Total Analysis Systems. Ed.: M. Allen Northrup, Klavs F. Jensen, D. Jed
Harrison. Squaw Valley, California, USA. October 5 – 9, 2003. Vol. 1 & 2;
40. Dolnic V., Liu S., Jovanovich S. Capillary electrophoresis on microchip // Electrophoresis.
2000. 21. 41-54;
41. Carey L., Mitnik L. Trends in DNA forensic analysis// Electrophoresis. 2002. 23. 13861397;
42. Huang Y., Mather E.L., Bell J.L., Madou M. MEMS-based sample preparation for
molecular diagnostics// Anal. Bioanal. Chem. 2002. 372. 49-65;
43. Greenwood P. A., Greenway G. M. Sample manipulation in micro total analytical systems
//TRAC Trends in Analytical Chemistry. 2002. 21,11. 726-740;
44. Yuen P.K, Kricka L.J, Fortina P, Panaro N.J, Sakazume T, Wilding P. Microchip Module
for Blood Sample Preparation and Nucleic Acid Amplification Reactions // Genome Res.
2001. 11. 405–412;
45. Holzel R. Single particle characterization and manipulation by opposite field
dielectrophoresis // Journal of Electrostatics. 2002. 56. 4. 435-447;
46. Durr M., Kentsch J., Muller T., Schnelle T., Stelzle M. Microdevices for manipulation and
accumulation of micro- and nanoparticles by dielectrophoresis // Electrophoresis. 2003. 24,
4. 722-731;
47. Li Y., Kaler K. V. I. S. Dielectrophoretic fluidic cell fractionation system // Analytica
Chimica Acta. 1 April 2004. 507, 1. 151-161;
48. Huang Y., Ewalt K.L., Tirado M., Haigis R., Forster A., Ackley D., Heller M.J., O’Connell
J.P., Krihak M. Electric Manipulation of Bioparticles and Macromolecules on
Microfabricated Electrodes // Anal Chem. 2001. 73. 1549–1559
49. Yang J., Huang Y., Wang X.B., Becker F.F., Gascoyne P.R.С. Cell Separation on
Microfabricated Electrodes Using Dielectrophoretic/Gravitational Field-Flow Fractionation
// Anal Chem. 1999. 71. 911–918
50. Lu., Huang W.-H., Wang Z.-L, Cheng J-K. Recent developments in single-cell analysis //
Analytica Chimica Acta. 17 May 2004. 510, 2. 127-138
51. Zhang H., Tu E., Hagen N. D., Schnabel C. A., Paliotti M. J., Hoo W. S., Nguyen P. M.,
Kohrumel J. R., Butler W. F., Chachisvillis M., Marchand P. J. Time-of-Flight
Optophoresis Analysis of Live Whole Cells in Microfluidic Channels// Biomedical
Microdevices. 2004. 6,1. 11-21
52. Cummings E. B., Singh A. K. Dielectrophoresis in Microchips Containing Arrays of
Insulating Posts: Theoretical and Experimental Results // Anal. Chem. 2003. 75. 4724-4731;
53. Watarai H., Monjushiro H., Tsukahara S., Suwa M., Yoshinori Migration Analysis of MicroParticles in Liquids Usining Microscopically Designed External Fields // Anal. Sci. 2004. 20.
423-434
54. Lapizco-Encinas B. H., Simmons B. A., Cummings E. B., Fintschenko Y. Insulator-based
dielectrophoresis for the selective concentration and separation of live bacteria in water//
Electrophoresis. 2004. 25. 1695–1704
55. http://www.dielectrophoresis.org/
56. Lin S.P. On photophoresis // J. Colloid Interface Sci. 1975. 51, 1. 66-71.
57. Tong N.T. Experiments on photophoresis and thermophoresis// J. Colloid Interface Sci.
1975. 51, 1. 143-151
58. Ashkin A. Acceleration and Trapping of Particles by Radiation Pressure// Phys. Rev. Lett.
24. Issue 4. 26 January 1970. 156–159
59. Molloy JE, Padgett M: Light, action: optical tweezers// Contemporary Physics. 2002. 43.
241-258.
60. Huisken J. Stelzer E. H. K. Optical levitation of absorbing particles with a nominally
Gaussian laser beam// Optics Letters. July 15, 2002. 27, 14. 1223-1225
61. Imasaka T., Kawabata Y., Kaneta T., Ishidzu Y. Optical Chromatography //Anal. Chem.
1995. 67. 1763-1765.
62. M.P. MacDonald, G.C. Splading and K. Dholakia, Microfluidic Sorting in an Optical Lattice
//Nature. 2003. 426. 421-424
63. Soo Hoo W., Wang M.M., Kohrumel J.R., Hall J. A novel methods for detection of
virusinfected
cells through moving optical gradient fields using adenovirus as a model
system//Cytometry Part A. 2004. 58A, 2. 140-146.
64. Mark M. Wang, Catherine A. Schnabel, Mirianas Chachisvilis, Rong Yang, Michael J.
Paliotti, Laura A. Simons, Laura McMullin, Norbert Hagen, Kristie Lykstad, Eugene Tu,
Luis M. Pestana, Sudipto Sur, Haichuan Zhang, William F. Butler, Ilona Kariv, Philippe J.
Marchand Optical Forces for Noninvasive Cellular Analysis// Applied Optics. 1 oct. 2003.
42, 28. 5765-5773
65. Wright W.H., Sonek G.J., Berns M.W. Parametric study of the forces on microspheres held
by optical tweezers// Applied Optics. 1994. 33. P. 9-16.
66. V. Garces-Chavez, D. Roskey, M.D. Summers, H. Melville, D. McGloin, E.M. Wright and
K. Dholakia, Optical Levitation in a Bessel Light Beam// Appl. Phys. Lett. 2004. 85. 4001
67. Ashkin A., Dziedzic J.-M., and Yamane T. Optical trapping and manipulation of single cells
using infrared laser beams// Nature. 1987. 330. 769-771
68. Lynn P. Novel micromanipulation techniques in optical tweezers. A thesis submitted to the
University of St Andrews (Scotland) in application for the degree of Doctor of Philosophy.
2003. 259.
69. Schutze K., Posl K., Lahr G. Laser micromanipulation systems as universal tools in cellular
and molecular biology and in medicine// Cellular and Molecular Biology. 1998. 44, 735-746
70. Zahn M., Seeger S. Optical tweezers in pharmacology// Cell. Mol. Biol. 1998. 44. 747-761
71. Wright, W.H.; Sonek, G.J.; Tadir, Y.; Berns, M.W. Laser Trapping in cell biology// IEEE
Journal of Quantum Electronics. 1990. 26, 12. 2148-2157
72. Molloy J. E., Dholakia K. and Padgett M.J. Optical Tweezers in a New Light //J. Mod. Opt.
2003. 50, 10. 1501-1507
73. Dholakia K., Spalding G. and MacDonald M. Optical Tweezers: the next
generation//Physics World. 2003. 15. 31-35
74. Reichle C., Sparbier K., Muller T., Schnelle T., Walden P., Fuhr G. Combined laser
tweezers and dielectric field cage for the analysis of receptor-ligand interactions on single
cells // Electrophoresis. 2001. 22. 272-276.
75. Khandurina J., Guttman A. Bioanalysis in microfluidic devices// Journal of
Chromatography A. 2002. 943. 159–183
76. Manabu Tokeshi, Yoshikuni Kikutani, Akihide Hibara, Kiichi Sato, Hideaki Hisamoto,
Takehiko Kitamori Chemical processing on microchips for analysis, synthesis, and
bioassay// Electrophoresis 2003. 24. 3583-3591
77. Joseph Wang On-chip enzymatic assays// Electrophoresis. 2002. 23. 713–718
78. L. Helseth, T. Fischer, T. Johansen Domain Wall Tip for Manipulation of Magnetic
Particles. Physical Review Letters. 14 November 2003. 91. 208-302
79. Haichuan Zhang, Eugene Tu, Norbert D. Hagen, Catherine A. Schnabel, Michael J. Paliotti,
William Soo Hoo. Phan M. Nguyen, Josh R. Kohrumel, William F. Butler, Mirianas
Chachisvillis, Philippe J. Marchand Time-of-Flight Optophoresis Analysis of Live Whole
Cells in Microfluidic Channels// Biomedical Microdevices. March 2004. 6 ,1. 11-21
80. Ying Huang · Elizabeth L. Mather · Janice L. Bell ·Marc Madou MEMS-based sample
preparation for molecular diagnostics Anal Bioanal Chem. 2002. 372. 49–65
81. Katri Huikko, Risto Kostiainen, Tapio Kotiaho Introduction to micro-analytical systems:
bioanalytical and pharmaceutical applications// European Journal of Pharmaceutical
Sciences. 2003. 20. 149–171
82. Oosterbroek, R. E., Berg, A. Van Den Lab-On-A-Chip: Miniaurized Systems for (Bio)
Chemical Analysis and Synthesis. Elsevier Science. 2003.
83. Reyes D.R., Iossifidis D., Auroux P-A., Manz A. Micro Total Analysis Systems// Anal.
Chem. 2002. 74. 2623-2652
84. Sanders G.H.W., Manz A. Chip-based microsystems for genomic and proteomic analysis //
Trends in analytical chemistry. 2000. 19, 6. 364-378
85. Dolnic V., Liu S., Jovanovich S. Capillary electrophoresis on microchip // Electrophoresis.
2000. 21. P.41-54
86. Khandurina J., Guttman A. Bioanalysis in microfluidic devices// J of Chromatography A.
2002. 943. 159-183
87. Carey L., Mitnik L. Trends in DNA forensic analysis// Electrophoresis. 2002. 23. P.13861397;
88. Verpoorte E. Microfluidic chips for clinical and forensic analysis// Electrophoresis. 2002.
23. 677-712
89. Chen Y., Pepin A. Nanofabrication: Conventional and nonconventional methods
//Electrophoresis. 2001. 22. 187-207
90. Huang Y., Mather E.L., Bell J.L, Madou M. MEMS-based sample preparation for molecular
diagnostics// Anal. Bioanal. Chem. 2002. 372. 49-65
91. Yuval Garini, Bart J Vermolen and Ian T Young From micro to nano: recent advances in
high-resolution microscopy // Current Opinion in Biotechnology. 2005. 16. 3–12
92. Castellanos A, Ramos A, Gonz.alez A, Green N G and Morgan H Electrohydrodynamics
and dielectrophoresis in microsystems: scaling laws// J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. 36.
2584–2597
93. Marko T. Blom, Emil Chmela, R. Edwin Oosterbroek, Rob Tijssen, and Albert van den Berg
On-Chip Hydrodynamic Chromatography Separation and Detection of Nanoparticles and
Biomolecules// Anal. Chem. 2003. 75. 6761-6768
94. Eileen T. Dimalanta, Alex Lim, Rod Runnheim, Casey Lamers, Chris Churas, Daniel K.
Forrest,
95. Juan J. de Pablo, Michael D. Graham, Susan N. Coppersmith, Steve Goldstein and David C.
Schwartz A Microfluidic System for Large DNA Molecule Arrays//Anal. Chem. 2004. 76.
5293-5301
96. Noritada Kaji, Yojiro Tezuka, Yuzuru Takamura, Masanori Ueda, Takahiro Nishimoto,
Hiroaki Nakanishi,§ Yasuhiro Horiike, and Yoshinobu Baba Separation of Long DNA
Molecules by Quartz Nanopillar Chips under a Direct Current Electric Field// Anal.
Chem.2004. 76. 15-22
97. Paul D. I. Fletcher, Stephen J. Haswell and Vesselin N. Paunov Theoretical considerations of
chemical reactions in micro-reactors operating under electroosmotic and electrophoretic
control// Analyst. 1999. 124. 1273–1282
98. Helene Andersson and Albert van den Berg Microtechnologies and nanotechnologies for
single-cell analysis// Current Opinion in Biotechnology. 2004. 15. 44–49
99. Hayden C J Eijkel, J C T and Dalton C An alternative method of fabricating sub-micron
resolution masks using excimer laser ablation// J. Micromech. Microeng. 2004. 14. 826–831
100. Barry R and Ivanov D Microfluidics in biotechnology// Journal of Nanobiotechnology.
2004. 2. 1-5.
101. Jan C. T. Eijkel, Albert van den Berg Nanofluidics: what is it and what can we expect
from it?// Microfluid NanoFluid. 2005. 1. 249–267
102. Hahm J. and Lieber C. M. Direct Ultrasensitive Electrical Detection of DNA and DNA
Sequence Variations Using Nanowire Nanosensors// Nanoletters. 2004. 4, 1. 51-54
103. Katri Huikko, Risto Kostiainen, Tapio Kotiaho Introduction to micro-analytical systems:
bioanalytical and pharmaceutical applications//European Journal of Pharmaceutical
Sciences. 2003. 20. 149–171
104. Fernando Patolsky, Gengfeng Zheng, Oliver Hayden, Melike Lakadamyali, Xiaowei
Zhuang and Charles M. Lieber Electrical detection of single viruses// PNAS. September 28,
2004. 101, 39. 14017–14022
105. Holger Becker, Laurie E. Locascio Polymer microfluidic devices// Talanta 56 (2002)
267–287
106. Pumera M Microchip-based electrochromatography: designs and applications// Talanta.
2005. 66. 1048–1062
Литература на русском языке:
1. Попечителев Е.П., Старцева О.Н. Аналитические исследования u1074 в медицине,
биологии и экологии. М.: Высшая школа. 2003. 279.
2. Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию. М.: БИНОМ. 2005. 134.
3. Ратнер М., Ратнер Д. Нанотехнология. М.-СПб.-Киев. ИД «Вильямс». 2004. 240.
4. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера. 2005ю 336.
5. Хаппель Дж., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М.: Мир,
1976. 632 с.
6. Nanotechnology Research Directions. Eds. M. C. Roco, W.S.Williams,
RAlivisatos. Dortrecht: Kluver Acad. 2000 (русский перевод: «Нанотехнология в
ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований». Под ред. М. С.
Роко, В. С. Уильямса, П. Аливисатоса. Пер. с англ, под ред. Р.А.Андриевского. М.:
Мир, 2002).
7. Нанотехнология и наночипы. Состояние работ по нанотехнологиям
http://www.chipnews.ru/html.cgi/arhiv/01_06/stat-8.htm
8. Казанкин Д. С. Электрокинетические методы прижизненного исследования клеток.
Практическая информация. Теоретическая информация и математические
выкладки. http://ikar.udm.ru
9. А. И. Котельников Белки как природные наноструктуры. Роль квантовых и
динамических факторов в дистанционном переносе электрона в белках //Рос. хим.
ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). 2002. XLVI. 5-11.
10. Г. Г. Еленин НАНОТЕХНОЛОГИИ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОУСТРОЙСТВА
//http://www.fund-intent.ru/science/sinr003.shtml
11. Франк-Каменецкий М.Д. Биофизика молекулы ДНК: одно из новых направлений//
Молекулярная биология. 2002. 36, 2. 307-311
12. Янг Х. Д., Хоп Л. А., Дафлайен Дж. С. Осциллирующие оптические твизеры для
исследования динамических сил в коллоидных суспензиях// Автометрия. 2000. 5.
58-66
13. Яламов Ю.И., Хасанов А.С. Фотофорез гетерогенных по теплопроводности
крупных аэрозольных частиц// ЖТФ. 1998. 68, 4. 1-6.
14. Борзенко А. Г. Аналитические приборы: мили- , микро, и нано- горизонты //
Научное приборостроение. 2005. 15, 3, 8-24
15. Сляднев М. Н., Казаков В. А., Лаврова М. В., Ганеев А. А., Москвин Л. Н.
Микрочиповая мультиреакторная система для биохимического анализа // Научное
приборостроение. 2005. 15, 3, 42
16. Беленький Б.Г., Комяк Н.И., Курочкин В.Е., Евстрапов А.А., Суханов В.Л.
Микрофлюидные аналитические системы. Часть I.// Научное приборостроение.
2000. 10, 2. 57-64, Часть II. // Научное приборостроение. 2000. 10, 3. 3-16.
17. Евстрапов А.А., Буляница А.Л., Курочкин В.Е., Петряков А.О., Рудницкая Г.Е.,
Сальникова Т.А., Алексеев Я.И. Экспресс-анализ олигонуклеотидов на планарном
микрофлюидном чипе //Журнал аналитической химии. 2004. 59, 6. 587-594.
18. Евстрапов А.А. Физические методы управления движением и разделением
микрочастиц в жидких средах. Часть 1. Диэлектрофорез, фотофорез, оптофорез,
оптический пинцет // Научное приборостроение. 2005. 15, 1..8-21.
19. Евстрапов А.А., Рудницкая Г.Е., Петухова Н.А. Микрочиповые технологии в
биологических исследованиях. Экспресс-анализ ДНК: сепарационные матрицы для
разделения ДНК// Научное приборостроение. 2005. 15, 2. 27-40.
20. Поздняков А.О., Евстрапов А.А., Лишевич И.В. Микрофлюидные устройства с
точки зрения технологии полимерных композитов // Научное приборостроение.
2005. 15, 2. 67-71.
21. Евстрапов А.А., Лукашенко Т.А., Горный С.Г., Юдин К.В. Микрофлюидные чипы
из полиметилметакрилата: метод лазерной абляции и термического связывания //
Научное приборостроение. 2005. 15, 2. 72-81.
22. Евстрапов А.А., Поздняков А.О., Горный С.Г., Юдин К.В. Формирование края
микроразмерного канала в полиимидах методом лазерной абляции// Письма в
ЖТФ. 2005. Т.31, в. 13. С. 10-17. (Evstrapov A.A., Pozdnyakov A.O., Gornyi S.G.,
Yudin K.V. Microchannel Edge Formation in Laser-Ablated Polyimide// Technical
Physics Letters. 2005. Vol. 31, No. 7. P. 541-544).
23. Буляница А.Л. Управление микропотоками вещества в канале микрофлюидного
чипа с помощью регулируемых тепловых полей //Научное приборостроение, 2005.
15, 1. 56-61.
24. Буляница А.Л. Математическое моделирование в микрофлюидике: основные
положения //Научное приборостроение, 2005. 15, 2. 51-66.
25. Буляница А.Л. Моделирование процессов тепло- (массо-) переноса в микроканалах
при чип-реализации электрофореза //Научное приборостроение, 2005.15, 3. 32-39.
26. Лучинин В.В., Крапивина Е.В. Конструкторско-технологические основы
жидкостных аналитико-технологических микросистем// Датчики и системы. 2002.
9. 17-23.
Программу составил:
Зав.лабораторией "Информационно-измерительных био- и хемосенсорных микросистем"
ИАнП РАН, к.т.н., с.н.с. А.А. Евстрапов.