作為一門涉及多學科、多交叉領域的新興科學技術,微流控技術在近些年得到了快速發(fā)展。微流控芯片研究平臺具有樣品消耗量少、操作簡便、自動化與集成化程度高、反應時間短、分析靈敏度高等諸多優(yōu)勢。因為微流控管道的結(jié)構(gòu)尺寸與各類細胞器、真核或原核細胞、細胞群的尺寸大小相似,所以越來越多的研究人員使用微流控技術進行生物學領域的研究。利用微流控技術,可以實現(xiàn)在微米尺度上的時間和空間控制,進而在微流控芯片上進行從溶液到粒子、從細胞到組織各水平的基礎研究。本研究以微流控技術為基礎,結(jié)合聲流體技術以及氣動閥門技術,分別構(gòu)建了聲流體混合芯片和集成式微流控芯片,并將其成功應用于實現(xiàn)芯片內(nèi)溶液的快速混合以及類肝組織模型構(gòu)建。相比于其他聲流體混合器件以及體外肝組織模型,該聲流體混合器具有連續(xù)、穩(wěn)定、可重復使用的優(yōu)勢,所制備的肝組織模型具有更復雜的三維組織形態(tài)以及生理特性。本研究為芯片上分子間相互作用研究以及肝組織工程研究提供新思路。本論文具體研究結(jié)果如下:1.本研究設計并制備了一種基于微針的聲流體原位混合裝置。該聲流體裝置由兩個壓電換能器和一個微流控芯片組成。壓電換能器能夠在電信號作用下,產(chǎn)生聲波并作用于芯片中的微針...

【文章頁數(shù)】：158 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1層流混合器

第一章微流控技術溶液混合與器官芯片研究進展3混合距離的方式不同，又可以分為平行層流式混合器、序列層流式混合器以及夾層流式混合器。平行層流式混合器中，溶液通過微管道的結(jié)構(gòu)設計將層流狀態(tài)運動的流體分成數(shù)股層流流體然后再合并一處，以縮短溶液混合距離，加速擴散，實現(xiàn)溶液混合的目的。Hin....

圖1-2混沌流混合器

第一章微流控技術溶液混合與器官芯片研究進展5問題。此外，由于高粘度溶液間物質(zhì)擴散較慢，層流式混合器不適用于此類溶液的混合研究。（2）混沌流式混合器通過在微管道中產(chǎn)生混沌流或者湍流的溶液混合方式稱為混沌流式混合。微管道中產(chǎn)生的混沌流或者湍流能夠反復打斷、拉伸、折疊流體，使得流體實現(xiàn)....

圖1-3液滴混合器

行混合（Handiqueetal.2001）。一般來說，在液滴形成后，液滴本身尺寸限制可以減小溶液的擴散長度。同時，當液滴在直管道內(nèi)運動時，液滴與管道的接觸能夠使液滴內(nèi)部形成的兩股循環(huán)流動能夠增強液滴內(nèi)部的溶液混合。這種物質(zhì)的循環(huán)流動在管道的單相流動中是不存在的。此外，通過在芯片....

圖1-4閥門驅(qū)動微混合器

第一章微流控技術溶液混合與器官芯片研究進展9利用多相流式混合器可以達到減小反應試劑的消耗，縮短了反應時間，但是有機相的引入常常會導致意想不到的結(jié)果，比如兩相界面對反應試劑尤其是生物大分子的吸附以及對反應動力學測量結(jié)果的偏差。1.1.1.2主動混合通過結(jié)合各種外部能量，可以向芯片管....

本文編號：3996136