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3D打印微流控芯片技术研究进展

分析化学 2016年第4期44卷 551-561页

作者：范一强王玫张亚军北京化工大学机电工程学院

近年来,微流控技术在生命科学和医学诊断等领域得到广泛的应用,显示出了其在检测速度、精度以及试剂损耗等方面相比传统方法的显著优势。然而,使用从半导体加工技术继承而来的微加工技术制作微流控芯片具有比较高的资金和技术门槛,在一... 详细信息

近年来,微流控技术在生命科学和医学诊断等领域得到广泛的应用,显示出了其在检测速度、精度以及试剂损耗等方面相比传统方法的显著优势。然而,使用从半导体加工技术继承而来的微加工技术制作微流控芯片具有比较高的资金和技术门槛,在一定程度上阻碍了微流控技术的推广和应用。近年来随着3D打印技术的兴起,越来越多的研究者尝试使用3D打印技术加工微流控芯片。相比于传统的微加工技术,3D打印微流控芯片技术显示出了其设计加工快速、材料适应性广、成本低廉等优势。本文针对近年来国内外在3D打印微流控芯片领域的最新进展进行了综述,着重介绍了采用微立体光刻、熔融沉积成型以及喷墨打印等3D打印技术加工制作微流控芯片的方法,以及这些微流控芯片在分析化学、生命科学、医学诊断等领域的应用,并对3D打印微流控芯片技术未来的发展进行了展望。

关键词：微流控 3D打印细胞生物学评述

可穿戴式微流控芯片在体液检测和药物递送中的研究进展

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分析化学 2017年第3期45卷 455-463页

作者：范一强高峰王玫庄俭唐刚张亚军北京化工大学机电工程学院

可穿戴式微流控芯片在医疗、体育、军事等领域具有广泛的应用潜力,利用可穿戴式微流控芯片对人体体液进行实时监测,可以通过芯片与皮肤的接触,方便地对汗液、泪液、唾液等体液进行采集,并分析和传输数据,可以实时获取汗液p H值以及血糖... 详细信息

可穿戴式微流控芯片在医疗、体育、军事等领域具有广泛的应用潜力,利用可穿戴式微流控芯片对人体体液进行实时监测,可以通过芯片与皮肤的接触,方便地对汗液、泪液、唾液等体液进行采集,并分析和传输数据,可以实时获取汗液p H值以及血糖、乳酸盐、钠/钾离子、钙离子、重金属等的含量的信息,这些体液信息对于个体生命体征的实时监测和疾病诊断有着重要的指示性作用。本文介绍了近年来可穿戴式微流控芯片在体液检测和药物递送方面的最新研究进展,以及利用可穿戴式微流控芯片进行生命体征监测的应用案例。本文还简要介绍了利用可穿戴式微流控芯片进行精准药物递送的最新研究动向和应用进展,并对可穿戴式微流控芯片发展过程可能遇到的问题进行了分析,对未来融合发展的前景进行了展望。

关键词：可穿戴技术微流控体液检测药物递送评述

液滴微流控系统在数字聚合酶链式反应中的应用研究进展

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分析化学 2016年第8期44卷 1300-1307页

作者：范一强王玫高峰庄俭唐刚张亚军北京化工大学机电工程学院

数字聚合酶链式反应（PCR）技术近年来发展迅速。与以实时荧光定量PCR为代表的传统PCR技术相比,数字PCR技术显著提高了定量分析的精确度和灵敏度。数字PCR的快速发展与近年来微流控技术在数字PCR技术中的广泛应用有着密切的联系。早期... 详细信息

数字聚合酶链式反应（PCR）技术近年来发展迅速。与以实时荧光定量PCR为代表的传统PCR技术相比,数字PCR技术显著提高了定量分析的精确度和灵敏度。数字PCR的快速发展与近年来微流控技术在数字PCR技术中的广泛应用有着密切的联系。早期的研究和商业化产品使用的是大规模集成流路微流控芯片,加工过程复杂且价格高昂。近年来,液滴微流控芯片被应用到数字PCR技术中,它可以在短时间内产生102;07个微液滴,每一个微液滴都是最多只含有一个目的基因片段的PCR反应器。PCR扩增后,通过对单个微液滴的观察计数,就可以获得绝对定量的分析数据。本文综述了不同种类的液滴微流控系统在数字PCR技术中的应用,以及液滴数字PCR微流控芯片在生物、医药、环境等领域的应用。

关键词：数字聚合酶链式反应液滴微流控芯片基因检测基因测序评述

课堂实时在线投票/短问答在包装工程类课程教学中的应用

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包装工程 2020年第S1期41卷 52-55页

作者：范一强张懿奕北京化工大学北京100029

通过课堂实时在线投票/短问答方法提升包装工程类课程课堂教学效果。分别对课堂实时在线投票/短问答的实施时机、实施方法以及实施效果的评价方法进行较为详细的介绍讨论。使用课堂实时在线投票/短问答方法,一方面能够使授课教师在课堂... 详细信息

通过课堂实时在线投票/短问答方法提升包装工程类课程课堂教学效果。分别对课堂实时在线投票/短问答的实施时机、实施方法以及实施效果的评价方法进行较为详细的介绍讨论。使用课堂实时在线投票/短问答方法,一方面能够使授课教师在课堂教学过程中实时掌握学生的学习效果,另一方面还能增强师生互动,提升学生的学习兴趣。由教学效果看,课堂实时在线投票/短问答方法对于包装工程类课程的课堂教学实践具有积极的参考意义。

关键词：高等教育课堂教学实时投票

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微流控芯片生物相容性的研究进展

微纳电子技术 2022年第7期59卷 625-635,709页

作者：李璐冯鑫范一强北京化工大学机电工程学院北京100029 新疆科技学院化工与纺织工程学院新疆库尔勒841000

现阶段微流控技术的研究主要集中于各类芯片微加工方法和芯片内流体控制方法,然而在微流控芯片的生物相容性方面缺乏较为系统的分析和讨论。基于近年来微流控芯片基体材料的生物相容性最新研究成果,对采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)等硅胶类... 详细信息

现阶段微流控技术的研究主要集中于各类芯片微加工方法和芯片内流体控制方法,然而在微流控芯片的生物相容性方面缺乏较为系统的分析和讨论。基于近年来微流控芯片基体材料的生物相容性最新研究成果,对采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)等硅胶类聚合物材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等热塑性聚合物材料、新兴的热塑性弹性体(TPE)或软热塑性弹性体(sTPE)材料、3D打印材料、玻璃、纸和陶瓷等基体材料的微流控芯片以及键合所需的粘合剂的生物相容性进行了讨论,并对改善微流控芯片生物相容性的方法进行了总结。最后,对微流控芯片常见基体材料的生物相容性进行了对比,对微流控芯片生物相容性未来的发展方向进行了展望。

关键词：微流控芯片生物相容性微加工方法聚合物 3D打印

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毛细管微流控芯片器件研究进展

高分子材料科学与工程 2023年第5期39卷 182-190页

作者：张萌萌谢于锰梁焜明张亚军范一强北京化工大学机电工程学院北京100029 广东力劲塑机智造股份有限公司广东中山528400

毛细管微流控芯片是微流控芯片领域中重要的一部分,因其具有制备难度低、材料成本低、化学性能优良以及设计灵活的独特优势而得到了广泛的应用与研究。文中对毛细管微流控芯片的基本工作原理与制作方法进行了详细叙述,重点综述了近年来... 详细信息

毛细管微流控芯片是微流控芯片领域中重要的一部分,因其具有制备难度低、材料成本低、化学性能优良以及设计灵活的独特优势而得到了广泛的应用与研究。文中对毛细管微流控芯片的基本工作原理与制作方法进行了详细叙述,重点综述了近年来毛细管微流控芯片在液滴生成、纤维纺丝等领域中的研究进展与应用,最后对目前面临的问题进行了探讨,并展望了该技术未来在标准化、高通量及灵活性等方面应用的发展方向。

关键词：毛细管微流控芯片液滴技术纤维纺丝

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聚合物微流控芯片消毒灭菌技术研究进展

微生物学通报 2022年第5期49卷 1902-1911页

作者：刘竞技张亚军范一强北京化工大学北京100029

聚合物微流控芯片成本低、易加工,目前在医药、生物检测和化学合成等领域得到了普遍应用。以热塑性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)和热固型聚合物聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)为基材的高分子聚合... 详细信息

聚合物微流控芯片成本低、易加工,目前在医药、生物检测和化学合成等领域得到了普遍应用。以热塑性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)和热固型聚合物聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)为基材的高分子聚合物材料因具有较好的生物相容性和光学透明性,已逐渐成为聚合物微流控芯片加工的主导材料,被广泛应用于生物医药类微流控芯片的制备。鉴于该类芯片应用场景的特殊性,需在使用前进行消毒灭菌处理以避免微生物干扰。目前,针对PMMA和PDMS的消毒灭菌方法包括高压蒸汽灭菌、紫外线灭菌、电子束、60Coγ射线辐射灭菌、超临界二氧化碳灭菌、乙醇消毒、环氧乙烷灭菌、过氧化氢低温等离子体灭菌、绿原酸消毒、清洗剂消毒。本文从基本原理、消毒灭菌方法、应用场景等方面,回顾和总结了相关技术在PMMA和PDMS基体微流控芯片中的实现方法,并在芯片材质、适用范围等方面分析了所适用的消毒灭菌方法,为以聚合物为基材的生物医药类微流控芯片的消毒灭菌提供有益参考。

关键词：聚合物微流控芯片消毒灭菌物理方法化学方法

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微流控芯片接口的标准化探索与研究

分析试验室 2023年第3期42卷 416-426页

作者：柴孟豪董力群张亚军范一强北京化工大学机电工程学院北京100029

微流控芯片用于检测应用时具有响应时间短、试剂用量小、分析周期短、检测精度高等优点,在环境检测、食品安全、医学检测等领域得到了广泛应用。微流控芯片在应用中,玻璃或聚合物材质的芯片往往需要与外界设备进行连接配合,实现流体进... 详细信息

微流控芯片用于检测应用时具有响应时间短、试剂用量小、分析周期短、检测精度高等优点,在环境检测、食品安全、医学检测等领域得到了广泛应用。微流控芯片在应用中,玻璃或聚合物材质的芯片往往需要与外界设备进行连接配合,实现流体进样、实时检测等目的。目前,微流控芯片与外界设备连接的接口形式多样,不同种类芯片与设备之间的连接尚无统一标准,降低了微流控芯片的互换性以及和外界设备连接时的便捷性,同时也阻碍了未来微流控芯片的批量化应用。本文较为系统的介绍了微流控芯片接口技术近几年来的发展情况,对目前繁多的芯片接口技术进行了分类总结,分别阐述了各类接口方法的优势和缺陷,探讨了实现微流控芯片接口标准化的可能路径,并对微流控芯片接口标准化的前景进行了展望。

关键词：微流控标准化芯片接口

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制冷与制热空调服的研究进展

纺织学报 2018年第7期39卷 174-180页

作者：范一强贺建芸刘士成高克鑫张亚军北京化工大学机电工程学院北京100029

针对人体在高温或高寒环境中长时间工作可能导致中暑、热痉挛、低体温症等疾病的问题,在介绍人体体温调节基本原理和换热机制的基础上,着重介绍了利用制冷或制热空调服对人体体温进行主动调节的基本原理,同时归纳和总结了现阶段各类制... 详细信息

针对人体在高温或高寒环境中长时间工作可能导致中暑、热痉挛、低体温症等疾病的问题,在介绍人体体温调节基本原理和换热机制的基础上,着重介绍了利用制冷或制热空调服对人体体温进行主动调节的基本原理,同时归纳和总结了现阶段各类制冷制热空调服的工作原理,并比较了其优缺点。在制冷空调服领域,着重介绍了空气冷却、相变冷却、冰袋冷却、液体冷却等主被动降温方法;在制热空调服领域,着重介绍了电热、相变制热、化学制热等方法。在空调服未来的发展方向上,伴随可穿戴技术的发展,提出了可穿戴技术与空调服结合应用的新构想,对同时具有生命体征监测和体温调节功能的新型空调服进行了展望。

关键词：空调服可穿戴技术体温调节着装舒适性