收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微流控芯片纳生/皮生级液滴多维多功能磁操控技术研究

张凯  
【摘要】:液滴微流控芯片是近年来迅速发展起来的一种全新的操控纳升至皮升(10-9-10-12 L)体积液体的技术,它具有消耗样品和试剂量少、混合速度快、样品间无交叉污染以及重复性好等优点,目前已广泛应用于化学和生物学等研究领域。发展简单高效的液滴操控技术是液滴成功应用研究的前提和关键。微流控芯片内液滴具有体积小、流速快和易变形等基本特征,因此往往需要借助外部力量才能有效操控它们。本论文将磁学与微流控学有机结合起来,成功发展了多维多功能磁控纳升/皮升级液滴技术。与其它方法相比,具有造价低廉、制作简单、易于操控、兼容性强且受外界干扰小等优点。具体阐述如下: 一.微流控芯片皮升级超顺磁液滴磁引力操控技术。在T型微结构内,水基磁流体流被硅油流剪切为皮升级超顺磁液滴。无外磁场时,超顺磁液滴在主微通道内沿着层流运动,并始终流入下游分微通道1;有外磁场时,超顺磁液滴受到磁引力作用,在主微通道内发生顺时针方向偏转。理论和实验证明,超顺磁液滴偏转程度正比于磁纳米颗粒浓度和磁场梯度。通过简单控制有效磁场梯度范围,可以精确操控超顺磁液滴流入指定分微通道。此外,还实现了单个超顺磁液滴从非磁性液滴中的分选和分配。 二.微流控芯片无磁标记液滴磁斥力操控技术。在T型微结构内,去离子水流被油基磁流体流剪切为皮升级无磁标记水液滴。无外磁场时,液滴在主微通道内沿着层流运动;有外磁场时,液滴受到磁斥力作用,在主微通道内发生逆时针方向偏转。通过控制磁场大小和范围,在梳形和分叉形微结构内实现了多种重要液滴操控单元,包括变形、分裂、分配、油相交换、捕获、释放以及破乳。 三.微流控芯片无磁标记液滴磁控局部油相层流操控技术。无外磁场时,磁流体和矿物油在微通道内形成稳定层流;有外磁场时,磁引力致使局部磁流体层凸起。控制局部层流界面在逆时针方向上的变化,实现了流动液滴在微柱阵列上的固定;控制局部油相压强增加,实现了流动液滴在分微通道内的捕获。这两种液滴操控可分别用两种方式完成,即在操作过程中,磁流体与液滴接触和磁流体不与液滴接触。液滴的固定和捕获有利于荧光检测。 四.微流控芯片无磁标记液滴全二维操控技术。首先发展了一个平台搭建简单且容易操控的重力压强操控液滴技术。其优点是能从纳升体积样品/试剂中取样,并实现液滴大小和数量的同时控制,样本/试剂利用率可达100%。一维横向上的重力操控液滴技术和一维纵向上的磁斥力操控液滴技术,在操作方式上兼容以及灵敏度上相当,将两者有机结合起来,成功实现了皮升级液滴在梳形微结构内的全二维操控,并利用该技术完成了基于多步液滴操控的荧光分析实验。 五.微流控芯片无磁标记液滴三维操控技术。水液滴和无定形磁液滴在水/油两界面力作用下连接在一起,利用磁引力对磁液滴的引力作用,能够操控水液滴在二维和三维开放平台自由移动。将无定形磁液滴固定在磁铁末端形成定形磁液滴,可用来吸附水液滴,并将之完全解吸到水相、油相和固相中,且没有交叉污染。利用该系统完成了十组同步化学反应以及胚胎干细胞的刺激。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐春秀;蔡龙飞;;微流控芯片上双重液滴的生成方法[J];江西化工;2011年01期
2 殷学锋,沈宏,方肇伦;制造玻璃微流控芯片的简易加工技术[J];分析化学;2003年01期
3 王晓东,刘冲,马骊群,王立鼎;塑料微流控芯片微通道热压成形机的研制[J];制造技术与机床;2004年11期
4 骆亦奇;;微流控芯片在表面等离子体共振生物传感器中的应用[J];大学化学;2010年01期
5 黄辉;郑小林;蒲晓允;;微流控芯片技术在生物学中的应用[J];重庆医学;2006年10期
6 秦建华;刘婷姣;林炳承;;微流控芯片细胞实验室[J];色谱;2009年05期
7 田静;微流控芯片在生物化学分析中的应用[J];科技情报开发与经济;2005年12期
8 董玲;;微流控合成简介及其研究进展[J];合肥师范学院学报;2009年03期
9 孟庆宜;;微流控芯片凝血检测装置的设计[J];分析仪器;2010年01期
10 方肇伦;微流控分析芯片发展与展望[J];大学化学;2001年02期
11 楚纯朋;蒋炳炎;刘瑶;蓝才红;;聚合物微流控芯片微通道复制成型技术[J];塑料工业;2008年10期
12 周亚浩;李雷;叶大田;;用于细胞成像的便携型微流控芯片检测系统[J];清华大学学报(自然科学版);2009年09期
13 吴元庆;姚素英;高鹏;;应用于生物检测的微流体聚焦芯片的研制[J];吉林大学学报(信息科学版);2011年01期
14 王伟;王宗文;蔡建南;;基于镀膜玻璃微流控芯片制作工艺的研究[J];福州大学学报(自然科学版);2011年01期
15 汪美凤;胡娟;郑刚;赵国华;;微流控芯片在食品安全分析中的应用[J];食品工业科技;2011年02期
16 周亚浩;李雷;叶大田;;用于细胞成像的便携型微流控芯片检测系统[J];清华大学学报(自然科学版)网络.预览;2009年09期
17 王进义;王雪琴;刘文明;李立;童德文;杨兵力;;微流控芯片技术及其在血液分析中的研究进展[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2008年09期
18 杜晓光;;聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片DNA分析系统的研制[J];光谱学与光谱分析;2009年12期
19 廖彦剑;许蓉;郑小林;杨军;侯文生;胡宁;;单泵控制聚焦流形态的微流控芯片的研制[J];传感器与微系统;2010年02期
20 廖彦剑;陈礼;杨国清;刘畅;;利用层流分布测量微流控芯片压力的方法研究[J];传感器与微系统;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孟龙;蔡飞燕;牛丽丽;郑海荣;;利用声表面波操控微泡造影剂的微流控芯片[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
2 刘文明;李立;任丽;王雪琴;涂琴;张艳荣;王建春;许娟;王进义;;基于微流控芯片技术的生命分析方法研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
3 林金明;魏慧斌;刘传森;;微流控芯片质谱联用技术应用于细胞代谢及其相互作用的研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
4 刘文明;李立;王建春;王垚磊;许娟;王进义;;基于微流控芯片的控制性细胞定位[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
5 孟强;贾莹莹;李恩成;张倩倩;王琪;;双层微流控芯片的构建及在肺腺癌耐药性分析中的应用[A];中华医学会呼吸病学年会——2011(第十二次全国呼吸病学学术会议)论文汇编[C];2011年
6 涂琴;王建春;任丽;李立;刘文明;许娟;王进义;;微流控芯片细胞分析方法研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
7 周莹;申洁;郑春红;庞玉宏;黄岩谊;;高通量集成细胞培养微流控芯片[A];第一届全国生物物理化学会议暨生物物理化学发展战略研讨会论文摘要集[C];2010年
8 蒋兴宇;王卓;刘颖昳;;微流控芯片上的分析化学[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
9 王铈汶;赵启龙;谢赟燕;郑文富;王卓;张伟;蒋兴宇;;一种基于微流控芯片的快速筛选伤口敷料的方法[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
10 王秀瑜;严清峰;;一种液滴玻璃微流控芯片的简易加工技术[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张凯;微流控芯片纳生/皮生级液滴多维多功能磁操控技术研究[D];华东理工大学;2012年
2 王慧香;基于微流控芯片的免疫传感器和蛋白质组学研究[D];复旦大学;2011年
3 欧高志;基于微流控芯片的浓度梯度实现新方法及其应用研究[D];华中科技大学;2013年
4 慕轩;微流控芯片中层流现象的研究与应用[D];华东理工大学;2010年
5 高丹;微流控芯片平台上细胞捕获及药物作用分析方法研究[D];北京化工大学;2011年
6 张黎川;微流控芯片平台的构建及其在肺癌细胞化疗耐药研究中的应用[D];大连医科大学;2011年
7 孙建;微流控芯片细胞钙信号研究[D];华中科技大学;2011年
8 曾谦;声表面波技术在微流控芯片中的集成及应用研究[D];武汉大学;2011年
9 魏慧斌;微流控芯片—质谱联用技术用于细胞代谢及相互作用研究[D];清华大学;2011年
10 徐涛;多功能微流控芯片在悬浮细胞通讯研究中的应用[D];清华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庞中华;微流控芯片注塑成型工艺规范的试验研究与质量预测[D];大连理工大学;2010年
2 董媛媛;集成化的聚苯乙烯电喷雾微流控芯片分析系统的研制[D];浙江大学;2011年
3 林栋;超支化聚酰胺酯的合成及其改性聚合物微流控芯片的研究[D];济南大学;2011年
4 蔡秋莲;环烯烃共聚物微流控芯片的功能化及应用[D];兰州大学;2011年
5 毛丽华;拉曼光镊—微流控芯片自动化系统的研究与应用[D];广西师范大学;2010年
6 杨伦磊;微尺度相变测试微流控芯片集成设计及应用[D];大连理工大学;2010年
7 丁辉;环烯烃共聚物微流控芯片的制作及改性研究[D];兰州大学;2011年
8 翟盛杰;一种便携式高精度生化检测系统的研制[D];重庆大学;2010年
9 王刚;细菌纤维素纳米纤维的可控生物制造[D];华中科技大学;2009年
10 李艳;微流控芯片荧光检测系统的研制[D];浙江大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 罗冰 通讯员 胡永峰;微流控芯片可测出SARS病毒[N];科技日报;2003年
2 本报记者 杨朝晖;高通量检测:痕量毒品瞬间毕露[N];科技日报;2009年
3 福人教;“科技兴检”动力强劲[N];中国质量报;2010年
4 于柏林;毛细管电泳微型分析仪研制成功[N];中国化工报;2009年
5 本报记者 程维;德隆系金融操控内情[N];第一财经日报;2005年
6 记者 刘霞;用思维可操控计算机[N];科技日报;2011年
7 晓理;政府要操控好“点刹”[N];中国食品报;2011年
8 本报记者 曹婧逸;电子巨头发力无线化操控终端[N];中华工商时报;2011年
9 ;涉嫌操控搜索结果,谷歌面临巨额罚单[N];新华每日电讯;2011年
10 刘霞;科学家成功操控蛋白质制造中的信号阅读[N];科技日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978