項目簡介：   毛細管電泳是上世紀90年代分析化學前沿分支，人類基因組工程測序主流技術，以芯片電泳為基礎的微流控芯片是本世紀重要的前沿科學技術。本項目用非平衡熱力學理論研究毛細管電泳分離過程，提出長鏈DNA片段測序需使用稀釋大分子聚合物的觀點，成功拆分可溶的120余種手性藥物等工作促成"生命科學中的毛細管電泳"獲遼寧省自然科學一等獎。90年代末，項目組開始以芯片電泳為基礎的微流控芯片研究，在國際學術界幾乎同期起步，缺少借鑒和技術支撐的情況下，經過八年努力，建立了具有自主知識產權和核心競爭力的芯片電泳-微流控芯片研究體系，在疾病診斷和藥物篩選領域開展大量的實際應用，2005-2006兩年項目主要完成人林炳承在芯片電泳-微流控芯片的SCI文章數已居世界前列。

本項目有力推動了毛細管電泳－芯片電泳學科建設和發展，為迅速、全面進入微流控芯片領域作出貢獻。項目所開展的大量的疾病診斷和藥物篩選等方面的工作，為這些領域的專用芯片產業化奠定了基礎。

項目組發表論文189篇（SCI 127篇），其中本領域高端或主流刊物(影響因子約在4~9)的40篇。出版著作6部，為4部國外著作撰寫章節，為國際雜志撰寫7篇綜述。論文和著作被他人引用1039次；項目組已申請發明專利51項，其中13項已獲授權。

5名國際專家對項目組近期工作作匿名評審，認為其"科學研究的成就杰出"。 現代DNA測序方法發明者之一，N. Dovichi撰文對項目組提出的DNA分離理論予以肯定，認為由此"明顯看出，長鏈DNA片段測序需要使用稀釋的大分子聚合物"。關于硅橡膠表面修飾的方法被美國麻省理工學院J.W. Albercht等成功用于芯片蛋白分離，美國科學院院士R.N. Zare等認為它是幾種新的減少蛋白吸附方法之一。有關糖型的工作被認為是"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. 發表，美國 J. Proteome Research 雜志以"重要新聞"形式予以轉載，Elsevier邀林炳承為其相關專著撰寫專門一章。

主要發現點：

1.用非平衡熱力學理論研究分離過程，發現定量表征分離整體效果的優化目標泛函，用數學模型模擬組分在毛細管內的電泳行為，并據此編寫了當時國際上第一套毛細管電泳計算機模擬優化軟件（論文/專著1）（毛細管分析、電毛細管分析/1502540）。

2.把"亞濃溶液線團收縮理論"和毛細管電泳實際結合，明確提出長鏈DNA片段測序需用稀釋的大分子聚合物作為分離介質的觀點，從理論上解釋DNA在介質全濃度區間分離的漸變性，實現了對傳統的"交纏濃度學說"的修正。在此基礎上研制出一系列新的具有超低粘度和高分辨率，適用于長鏈DNA的無膠篩分介質,成功用于遺傳病苯丙酮尿癥家系連鎖分析（論文/專著1、2）（毛細管分析、電毛細管分析/1502540）。

3.提出一個新的用于描述手性基團和環糊精腔體結合的"側位結合模型"，解釋了結合強度和對映體拆分成功概率的關系，研制成新的拆分劑配方，開展了145 種商用手性原藥（約占當時全球銷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/專著1、3、4）（毛細管分析、電毛細管分析/1502540）。

4.設計研制了玻璃，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，兼有進樣，固相萃取，色譜分離、膜分離、酶反應、免疫反應、PCR 反應、細胞培養、細胞裂解、單細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，解決了蛋白質的吸附問題；設計研制了有不同控制檢測功能的微流控芯片工作站，包括不同配置的激光誘導熒光、紫外、電化學和化學發光芯片儀（論文/專著5、6、7）（生化分析及生物傳感/1502715）。

5.構建以凝集素-糖親和作用為基礎的芯片電泳微流控芯片平臺，成功實現糖蛋白中糖型分離分析，運行時間僅為普通色譜的3%，樣品耗量僅為3pg。 首次在微流控芯片平臺上采用凝集素親和色譜分離蛋白質糖型，為高通量鑒定血液中低濃度糖蛋白提供了可能（論文/專著5、8）（生化分析及生物傳感/1502715）。

6.利用自行構建的芯片電泳-微流控芯片和自行研制的試劑盒，開展一系列疾病診斷和藥物篩選研究。完成了18 例疑似SARS患者咽拭子樣品測定，226 例原發性高血壓基因多態性分析，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;以阿霉素對肝癌細胞作用為模型，建成一套藥物高通量篩選芯片系統（論文/專著5、9、10）（生化分析及生物傳感/1502715）。

主要完成人：

1.  林炳承

負責確定項目研究方向，制定總體方案并組織實施，長期主持一線指揮。

在毛細管電泳研究階段，指導理論工作，主持軟件編寫，并明確項目基礎研究和方法發展以DNA分離和手性拆分為主要背景，使研究水平在整個九十年代和國際主流學術界相當。

在九十年代后期，及時把研究重心轉向芯片電泳，并以此為切入點，全力推進微流控芯片研究，借助理論積累和技術突破，建立起有自主知識產權和核心競爭力的微流控芯片研究體系，近兩年SCI論文數居世界前列。

對本項目各發現點均作出指導性貢獻，在過去十五年中，林炳承將其主要精力全部用于本項目的實施之中，在該項目中的工作量為100%。 （論文/專著1-10）

2.   秦建華

接受過醫學專業的本科和碩士教育，并有在該專業長期從事臨床、教學和研究工作的背景，持有分析化學專業博士學位，對芯片電泳-微流控芯片，特別是它在醫學、藥學領域的應用前景有清晰認識。

本項目芯片電泳部分的負責人之一，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－細胞相互作用和藥物篩選的研究，對在微流控芯片上開展細胞凋亡研究，并將其用于藥物篩選發揮了至關重要的作用。是本項目第4、5、6等發現點的主要貢獻者之一。

本人在該項目中的工作量占其全部工作量的80%以上。（論文/專著5、10）

3.   戴忠鵬

本項目主要的技術支持者，參加了本項目全部技術工作，為毛細管電泳和芯片電泳的研究提供高水平技術平臺。在毛細管電泳研究階段，是各種不同性能電泳毛細管和分離介質的主要研制者之一，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。在本項目第2、3、4、5、6諸發現點中均有貢獻，在建立具有自主知識產權的以芯片電泳為基礎的微流控芯片實驗室系統（發現點4）中的貢獻尤為突出。

本人在本項目中的工作量占其全部工作量的80%。（論文/專著6、7、8、9）

4.   韓富天

承擔毛細管電泳基礎研究工作，側重于篩分理論、篩分介質及其在基因診斷中的應用，也承擔了腫瘤標記物研究，是超低粘度篩分介質的發明者，在本項目中最早直接開展臨床毛細管電泳研究，苯丙酮尿癥基因診斷的具體完成者，對本項目在疾病診斷和藥物篩選研究工作作出了開創性的貢獻。本項目第2、3發現點的直接貢獻者之一。

本人在該項目中的工作量占其全部工作量的70%。（論文/專著2）

5.   姜雷

本項目芯片電泳-微流控芯片部分的主要完成者之一，直接參與了本項目自主知識產權芯片平臺的建設和疾病診斷、藥物篩選方面的研究工作，是本項目幾種關鍵性芯片、幾種功能芯片的關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用。對芯片電泳功能的拓展，功能化微流控芯片系統的研制，特別是本項目第4、6發現點作出了突出貢獻。

本人在本項目中的工作量占其全部工作量的70%。（論文/專著7）

10篇代表性論文：

1.   《毛細管電泳導論》

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.   微流控芯片實驗室 / 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