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项目简介： 毛细管电泳是上世纪90年代分析化学前沿分支，人类基因组工程测序主流技术，以芯片电泳为基础的微流控芯片是本世纪重要的前沿科学技术。本项目用非平衡热力学理论研究毛细管电泳分离过程，提出长链DNA片段测序需使用稀释大分子聚合物的观点，成功拆分可溶的120余种手性药物等工作促成"生命科学中的毛细管电泳"获辽宁省自然科学一等奖。90年代末，项目组开始以芯片电泳为基础的微流控芯片研究，在国际学术界几乎同期起步，缺少借鉴和技术支撑的情况下，经过八年努力，建立了具有自主知识产权和核心竞争力的芯片电泳-微流控芯片研究体系，在疾病诊断和药物筛选领域开展大量的实际应用，2005-2006两年项目主要完成人林炳承在芯片电泳-微流控芯片的SCI文章数已居世界前列。
本项目有力推动了毛细管电泳－芯片电泳学科建设和发展，为迅速、全面进入微流控芯片领域作出贡献。项目所开展的大量的疾病诊断和药物筛选等方面的工作，为这些领域的专用芯片产业化奠定了基础。
项目组发表论文189篇（SCI 127篇），其中本领域高端或主流刊物(影响因子约在4~9)的40篇。出版著作6部，为4部国外著作撰写章节，为国际杂志撰写7篇综述。论文和著作被他人引用1039次；项目组已申请发明专利51项，其中13项已获授权。
5名国际专家对项目组近期工作作匿名评审，认为其"科学研究的成就杰出"。 现代DNA测序方法发明者之一，N. Dovichi撰文对项目组提出的DNA分离理论予以肯定，认为由此"明显看出，长链DNA片段测序需要使用稀释的大分子聚合物"。关于硅橡胶表面修饰的方法被美国麻省理工学院J.W. Albercht等成功用于芯片蛋白分离，美国科学院院士R.N. Zare等认为它是几种新的减少蛋白吸附方法之一。有关糖型的工作被认为是"首次在微流控芯片上采用凝集素亲和色谱分离糖蛋白中糖型，足够新颖"。该工作在Anal Chem. 发表，美国 J. Proteome Research 杂志以"重要新闻"形式予以转载，Elsevier邀林炳承为其相关专著撰写专门一章。
主要发现点：
1.用非平衡热力学理论研究分离过程，发现定量表征分离整体效果的优化目标泛函，用数学模型模拟组分在毛细管内的电泳行为，并据此编写了当时国际上第一套毛细管电泳计算机模拟优化软件（论文/专著1）（毛细管分析、电毛细管分析/1502540）。
2.把"亚浓溶液线团收缩理论"和毛细管电泳实际结合，明确提出长链DNA片段测序需用稀释的大分子聚合物作为分离介质的观点，从理论上解释DNA在介质全浓度区间分离的渐变性，实现了对传统的"交缠浓度学说"的修正。在此基础上研制出一系列新的具有超低粘度和高分辨率，适用于长链DNA的无胶筛分介质,成功用于遗传病苯丙酮尿症家系连锁分析（论文/专著1、2）（毛细管分析、电毛细管分析/1502540）。
3.提出一个新的用于描述手性基团和环糊精腔体结合的"侧位结合模型"，解释了结合强度和对映体拆分成功概率的关系，研制成新的拆分剂配方，开展了145 种商用手性原药（约占当时全球销售的商用手性药物的三分之一）的拆分筛选，拆分了可溶的120 余种手性药物（论文/专著1、3、4）（毛细管分析、电毛细管分析/1502540）。
4.设计研制了玻璃，石英，高聚物PMMA、PDMS（硅橡胶）和水凝胶等五种不同材料的微流控芯片，以电泳分离为基础，兼有进样，固相萃取，色谱分离、膜分离、酶反应、免疫反应、PCR 反应、细胞培养、细胞裂解、单细胞单分子分析等操作单元及其集成；研究出新的硅橡胶芯片表面修饰方法，解决了蛋白质的吸附问题；设计研制了有不同控制检测功能的微流控芯片工作站，包括不同配置的激光诱导荧光、紫外、电化学和化学发光芯片仪（论文/专著5、6、7）（生化分析及生物传感/1502715）。
5.构建以凝集素-糖亲和作用为基础的芯片电泳微流控芯片平台，成功实现糖蛋白中糖型分离分析，运行时间仅为普通色谱的3%，样品耗量仅为3pg。 首次在微流控芯片平台上采用凝集素亲和色谱分离蛋白质糖型，为高通量鉴定血液中低浓度糖蛋白提供了可能（论文/专著5、8）（生化分析及生物传感/1502715）。
6.利用自行构建的芯片电泳-微流控芯片和自行研制的试剂盒，开展一系列疾病诊断和药物筛选研究。完成了18 例疑似SARS患者咽拭子样品测定，226 例原发性高血压基因多态性分析，159例肿瘤疑似人群P16 基因甲基化比较，以及200 例临床疑诊样品乙肝病毒基因快速检测;以阿霉素对肝癌细胞作用为模型，建成一套药物高通量筛选芯片系统（论文/专著5、9、10）（生化分析及生物传感/1502715）。
主要完成人：
1. 林炳承
负责确定项目研究方向，制定总体方案并组织实施，长期主持一线指挥。
在毛细管电泳研究阶段，指导理论工作，主持软件编写，并明确项目基础研究和方法发展以DNA分离和手性拆分为主要背景，使研究水平在整个九十年代和国际主流学术界相当。
在九十年代后期，及时把研究重心转向芯片电泳，并以此为切入点，全力推进微流控芯片研究，借助理论积累和技术突破，建立起有自主知识产权和核心竞争力的微流控芯片研究体系，近两年SCI论文数居世界前列。
对本项目各发现点均作出指导性贡献，在过去十五年中，林炳承将其主要精力全部用于本项目的实施之中，在该项目中的工作量为100%。 （论文/专著1-10）
2. 秦建华
接受过医学专业的本科和硕士教育，并有在该专业长期从事临床、教学和研究工作的背景，持有分析化学专业博士学位，对芯片电泳-微流控芯片，特别是它在医学、药学领域的应用前景有清晰认识。
本项目芯片电泳部分的负责人之一，疾病诊断和药物筛选部分的主要完成人。直接指挥了芯片基因诊断、分子－细胞相互作用和药物筛选的研究，对在微流控芯片上开展细胞凋亡研究，并将其用于药物筛选发挥了至关重要的作用。是本项目第4、5、6等发现点的主要贡献者之一。
本人在该项目中的工作量占其全部工作量的80%以上。（论文/专著5、10）
3. 戴忠鹏
本项目主要的技术支持者，参加了本项目全部技术工作，为毛细管电泳和芯片电泳的研究提供高水平技术平台。在毛细管电泳研究阶段，是各种不同性能电泳毛细管和分离介质的主要研制者之一，在芯片电泳-微流控芯片研究中，是各种不同材料的芯片研制和表面改性的主要参加者之一。在本项目第2、3、4、5、6诸发现点中均有贡献，在建立具有自主知识产权的以芯片电泳为基础的微流控芯片实验室系统（发现点4）中的贡献尤为突出。
本人在本项目中的工作量占其全部工作量的80%。（论文/专著6、7、8、9）
4. 韩富天
承担毛细管电泳基础研究工作，侧重于筛分理论、筛分介质及其在基因诊断中的应用，也承担了肿瘤标记物研究，是超低粘度筛分介质的发明者，在本项目中最早直接开展临床毛细管电泳研究，苯丙酮尿症基因诊断的具体完成者，对本项目在疾病诊断和药物筛选研究工作作出了开创性的贡献。本项目第2、3发现点的直接贡献者之一。
本人在该项目中的工作量占其全部工作量的70%。（论文/专著2）
5. 姜雷
本项目芯片电泳-微流控芯片部分的主要完成者之一，直接参与了本项目自主知识产权芯片平台的建设和疾病诊断、药物筛选方面的研究工作，是本项目几种关键性芯片、几种功能芯片的关键性部件和几种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诊断中的应用。对芯片电泳功能的拓展，功能化微流控芯片系统的研制，特别是本项目第4、6发现点作出了突出贡献。
本人在本项目中的工作量占其全部工作量的70%。（论文/专著7）
10篇代表性论文：
1. 《毛细管电泳导论》
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. 微流控芯片实验室 / 色谱
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
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