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微流体流式细胞仪的关键技术

清华大学学报（自然科学版） 2018年第11期58卷 953-960页

作者：赵精晶尤政清华大学精密仪器系北京100084 清华大学生物医学检测技术及仪器北京市实验室北京100084 清华大学未来芯片技术高精尖创新中心北京100084

流式细胞仪是用于高通量细胞分析和分选的高端生命科学仪器，被广泛应用于科学研究和临床诊断。最新的一个发展方向是以微流体芯片为核心的高集成度、微体积、全封闭、零交叉污染的微流体流式细胞仪。该文针对微流体流式细胞仪的三维（... 详细信息

流式细胞仪是用于高通量细胞分析和分选的高端生命科学仪器，被广泛应用于科学研究和临床诊断。最新的一个发展方向是以微流体芯片为核心的高集成度、微体积、全封闭、零交叉污染的微流体流式细胞仪。该文针对微流体流式细胞仪的三维（3-D）样本聚焦、光斑整形和片上分选等3项关键技术开展了研究。3-D流体动力聚焦微流体芯片能够在每秒数米的高流速下将样本流聚焦在流道中心，聚焦后的样本流边长仅为10μm量级。经设计的二元光学器件可将激光光斑整形为矩形准平顶光斑，比传统流式所使用的椭圆形Gauss光斑，矩形平顶光斑具有更均一的能量分布。采用电火花空化微气泡，利用空泡膨胀产生的射流实现高精度的单细胞片上分选。将整合了上述技术的微流体流式细胞仪应用于标准荧光微球的分析测试，综合性能达到或接近于现有的大型传统流式细胞仪。

关键词：流式细胞仪微流体细胞分选二元光学器件荧光检测流式细胞术

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微流体对中心开孔圆盘的阻尼特性

西南交通大学学报 2006年第2期41卷 218-222页

作者：王卫东贾建援西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710071

由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解.分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系,给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式.微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关.通过修正动... 详细信息

由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解.分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系,给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式.微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关.通过修正动量协调系数可得到合适的等效粘度,以计算微流体对运动物体的阻尼力.算例表明,用本文中提出的解析方法得到的结果与有限元方法的数值解吻合.

关键词：微流体开孔圆盘压膜阻尼滑膜阻尼动量协调系数解析解

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微流体驱动与控制技术

化学进展 2008年第9期20卷 1406-1415页

作者：李清岭陈令新山东师范大学化学化工与材料科学学院济南250014 中国科学院烟台海岸带可持续发展研究所烟台264003

在微流控系统所需的功能单元中,微流体驱动与控制操作单元尤为重要。微系统条件下,表面张力的影响变得十分明显,在工程意义上,常规的流体体积流动的驱动方法在微管道中往往效果不好甚至是不可行的。本文简要评述了用于微流体驱动的机械... 详细信息

在微流控系统所需的功能单元中,微流体驱动与控制操作单元尤为重要。微系统条件下,表面张力的影响变得十分明显,在工程意义上,常规的流体体积流动的驱动方法在微管道中往往效果不好甚至是不可行的。本文简要评述了用于微流体驱动的机械微型泵技术,基于电、光、磁等的非机械微型泵技术,以及微流体的高效混合控制等技术的研究现状,对微流体驱动与控制的未来作了展望。

关键词：微流体微泵流体驱动流体控制微电子机械系统微化工

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微流体燃料电池发展现状

化工进展 2016年第1期35卷 65-73页

作者：张雁玲王红涛孟凡飞雒亚东凌凤香中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院辽宁抚顺113001

微流体燃料电池基于流体的微流动特性,燃料和氧化剂流体在层流流动作用下可自然分层而无需使用质子膜,极大地降低成本并提高电池设计的灵活性,具有体积小、重量轻及容量大的优点,是燃料电池的最新发展方向之一。目前,国外关于微流体燃... 详细信息

微流体燃料电池基于流体的微流动特性,燃料和氧化剂流体在层流流动作用下可自然分层而无需使用质子膜,极大地降低成本并提高电池设计的灵活性,具有体积小、重量轻及容量大的优点,是燃料电池的最新发展方向之一。目前,国外关于微流体燃料电池的研究已取得阶段性进展,而国内相关报道相对较少。本文详细介绍了微流体燃料电池的组成如燃料、氧化剂、电解质及电池性能受限因素,重点综述了flow-over型电极、flow-through型电极、空气吸入式电极微流体燃料电池的发展现状;指出空气吸入式微流体燃料电池发展空间较大,并可通过改善阳极反应动力学并优化燃料和氧化剂的类型、浓度及流速,实现燃料利用率和电池性能的同步提高,具有较大应用前景;提出了开发高效、廉价电极催化剂以及改进微通道制备技术、催化层涂覆技术是未来微流体燃料电池的研究方向。

关键词：微流体燃料电池层流电极

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微流体液固分离

化工学报 2006年第3期57卷 596-600页

作者：房汝建侯丽雅章维一朱丽南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

A new method for solid-liquid separation in micro-fluidic system is proposed on the basis of digital micro-fluid *** motion of solid particles in the micro-fluidic channel of micron scale is controlled from the outside of the micro-fluidic system by means of inertial force field produced from the piezoelectric ceramic ***-liquid separation is realized due to the velocity difference between micro-fluid and solid particles in the micro-fluidic *** separation and selection of solid particles with different density is brought to effect as a result of velocity difference between solid particles in the micro-fluidic *** is proved that inertial force still plays a leading role in solid-liquid separation of micron *** solid particles usually stick to the surface of the micro-fluidic channels,which leads to difficulty in solid-liquid separation,it is essential to eliminate or weaken the influence of surface force with the aid of surface hydrophobization to the micro-fluidic *** method is adopted to drive and separate all kinds of solid particles such as inorganic particles,organic particles and particles with biological activity in the micro-fluidic system,and is especially fit to separate solid particles from high concentration suspension in the micro-fluidic channels which are difficult to separate in other ways.

关键词：微流体液固分离微粒微流道数宁化微机电系统

快速检测心型脂肪酸结合蛋白的荧光免疫微流体测试卡

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分析化学 2016年第4期44卷 633-639页

作者：孟凡达霍卫松贺美琳李昊廉洁石西增高云华中国科学院理化技术研究所光化学转换和功能材料重点实验室中国科学院大学中国人民公安大学刑事科学技术系东莞博识生物科技有限公司

研制出一种以时间分辨荧光微球作为标记,自驱动快速检测H-FABP的荧光免疫微流体测试卡。利用激光切割法在双面胶上简便、快速地切割出所设计的微通道结构,并采用激光切割法制作出聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）测试卡底板及上盖。使用提拉涂... 详细信息

研制出一种以时间分辨荧光微球作为标记,自驱动快速检测H-FABP的荧光免疫微流体测试卡。利用激光切割法在双面胶上简便、快速地切割出所设计的微通道结构,并采用激光切割法制作出聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）测试卡底板及上盖。使用提拉涂膜的方法在PMMA底板表面修饰马来酸酐官能团,有效地解决了捕获抗体在PMMA表面的固定问题。使用等离子体处理测试卡上盖改善其亲水性,使液体能够在微通道内自行流动。使用此测试卡可以实现对心型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）的快速检测,线性检测范围为0.5;00 ng/mL,检出限为0.1 ng/mL（S/N=3）,检测时间少于10 min,批内相对标准偏差（RSD）<10%,批间RSD<15%。本方法具有灵敏度高、检测时间短、结果准确等优点,可以满足临床检测的需求,具有良好的应用前景。

关键词：心型脂肪酸结合蛋白检测微流体时间分辨荧光

多靶标生物标志物检测的微流体磁敏生物传感器研制

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分析化学 2013年第9期41卷 1302-1307页

作者：廉洁周稳稳石西增高云华中国科学院理化技术研究所光化学转换和功能材料重点实验室中国人民公安大学刑事科学技术学院北京爱万提斯科技有限公司东莞博识生物科技有限公司

将磁敏传感器与微流体测试卡集成,研制了可快速检测多靶标生物标志物的微流体免疫磁敏传感器。以3种消化系统肿瘤标志物(甲胎蛋白、癌胚抗原、糖链抗原)为模型靶标,对免疫反应各步反应的液体流速、免疫反应时间以及反应后的冲洗速度进... 详细信息

将磁敏传感器与微流体测试卡集成,研制了可快速检测多靶标生物标志物的微流体免疫磁敏传感器。以3种消化系统肿瘤标志物(甲胎蛋白、癌胚抗原、糖链抗原)为模型靶标,对免疫反应各步反应的液体流速、免疫反应时间以及反应后的冲洗速度进行了优化,评价了多靶标同时检测的系统性能。在微流体磁敏生物传感器系统中,建立了血清样本中3种靶标同时检测的标准工作曲线,AFP、CEA和CA19-9的检出限分别达到0.1μg/L、0.1μg/L和30 U/mL,线性范围跨越4个数量级。微流体磁敏生物传感器可在30 min内完成多靶标生物标志物检测,临床血清样本的测试结果与ELISA法一致,具有检测时间短、灵敏度高的优点。

关键词：微流体磁敏传感器多靶标生物标志物

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声表面波实现微流体垂向输运

分析化学 2011年第12期39卷 1805-1810页

作者：章安良尉一卿韩庆江吴增强夏兴华宁波大学电子工程系南京大学化学化工学院

提出了声表面波实现微流体垂向输运方法,使得纸基微流器件具有前处理操作功能。在1280旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上光刻叉指换能器对和反射栅,纸基微流器件通过贴合于压电基片表面的PDMS置放于距压电基片上方2 mm处,经功率放大器... 详细信息

提出了声表面波实现微流体垂向输运方法,使得纸基微流器件具有前处理操作功能。在1280旋转Y切割X传播方向的LiNbO3基片上光刻叉指换能器对和反射栅,纸基微流器件通过贴合于压电基片表面的PDMS置放于距压电基片上方2 mm处,经功率放大器放大的RF信号加到叉指换能器对上,激发的两相声表面波使得压电基片上待分析微流体垂向运动并到达纸基片实现纸基微流分析。采用不同体积红色染料溶液微流体进行了垂向输运实验。结果表明:纸基片距压电基片一定间距时,实现压电基片上待分析微流体垂向输运到其上方的纸基片决定于该微流体体积和所加的RF信号功率。采用本方法实现了纸基NO2-浓度检测。

关键词：声表面波微流分析叉指换能器纸基微流体

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微流体温度测量技术

化学进展 2004年第6期16卷 886-890页

作者：戴敬王世立方肇伦东北大学分析科学研究中心沈阳工业学院沈阳110045

综述了近年来应用于毛细管和微流控系统中的各种微流体测温技术 ,包括外部接触测温、依据液体物理参数变化测温、基于热敏物质测温、核磁共振和拉曼光谱测温以及基于激光的界面测温 ,并对各种测量方法的优缺点进行了讨论。

关键词：微流体温度测量微流控芯片毛细管