基于微流控芯片的声流体混合器及类肝组织模型构建与分析

发布时间：2024-06-28 00:00

　　作为一门涉及多学科、多交叉领域的新兴科学技术,微流控技术在近些年得到了快速发展。微流控芯片研究平台具有样品消耗量少、操作简便、自动化与集成化程度高、反应时间短、分析灵敏度高等诸多优势。因为微流控管道的结构尺寸与各类细胞器、真核或原核细胞、细胞群的尺寸大小相似,所以越来越多的研究人员使用微流控技术进行生物学领域的研究。利用微流控技术,可以实现在微米尺度上的时间和空间控制,进而在微流控芯片上进行从溶液到粒子、从细胞到组织各水平的基础研究。本研究以微流控技术为基础,结合声流体技术以及气动阀门技术,分别构建了声流体混合芯片和集成式微流控芯片,并将其成功应用于实现芯片内溶液的快速混合以及类肝组织模型构建。相比于其他声流体混合器件以及体外肝组织模型,该声流体混合器具有连续、稳定、可重复使用的优势,所制备的肝组织模型具有更复杂的三维组织形态以及生理特性。本研究为芯片上分子间相互作用研究以及肝组织工程研究提供新思路。本论文具体研究结果如下:1.本研究设计并制备了一种基于微针的声流体原位混合装置。该声流体装置由两个压电换能器和一个微流控芯片组成。压电换能器能够在电信号作用下,产生声波并作用于芯片中的微针...

【文章页数】：158 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1层流混合器

第一章微流控技术溶液混合与器官芯片研究进展3混合距离的方式不同，又可以分为平行层流式混合器、序列层流式混合器以及夹层流式混合器。平行层流式混合器中，溶液通过微管道的结构设计将层流状态运动的流体分成数股层流流体然后再合并一处，以缩短溶液混合距离，加速扩散，实现溶液混合的目的。Hin....

图1-2混沌流混合器

第一章微流控技术溶液混合与器官芯片研究进展5问题。此外，由于高粘度溶液间物质扩散较慢，层流式混合器不适用于此类溶液的混合研究。（2）混沌流式混合器通过在微管道中产生混沌流或者湍流的溶液混合方式称为混沌流式混合。微管道中产生的混沌流或者湍流能够反复打断、拉伸、折叠流体，使得流体实现....

图1-3液滴混合器

行混合（Handiqueetal.2001）。一般来说，在液滴形成后，液滴本身尺寸限制可以减小溶液的扩散长度。同时，当液滴在直管道内运动时，液滴与管道的接触能够使液滴内部形成的两股循环流动能够增强液滴内部的溶液混合。这种物质的循环流动在管道的单相流动中是不存在的。此外，通过在芯片....

图1-4阀门驱动微混合器

第一章微流控技术溶液混合与器官芯片研究进展9利用多相流式混合器可以达到减小反应试剂的消耗，缩短了反应时间，但是有机相的引入常常会导致意想不到的结果，比如两相界面对反应试剂尤其是生物大分子的吸附以及对反应动力学测量结果的偏差。1.1.1.2主动混合通过结合各种外部能量，可以向芯片管....

本文编号：3996136