微流控
關(guān)注創(chuàng)建者：C乘風(fēng)破浪 創(chuàng)建時間：2021-09-10
微流控的實(shí)例教程
(b).微流控腦三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型
圖7.基于微流控芯片的傷口愈合模型和傷口敷料篩選
(a).細(xì)胞共培育和傷口選擇性產(chǎn)生的微流控傷口模型
(b).基于微流控芯片的傷口敷料篩選模型
(c).細(xì)菌纖維素傷口敷料在微流控芯片上的評估
(d).納米抗菌敷料的制備過程示意圖
(e).抗菌金納米粒子的合成過程及其在促進(jìn)傷口愈合中的應(yīng)用
圖8.基于微流控芯片的藥物篩選
(a).在微流控芯片上研究GNC-siRNA抑制胰腺癌發(fā)展
(b).可以同時產(chǎn)生流體剪切力和循環(huán)拉伸力的微流控芯片示意圖
(c).早期動脈粥樣硬化模型的構(gòu)建及藥物篩選
【小結(jié)】
在這篇綜述中，作者強(qiáng)調(diào)了基于微流控芯片的組織合成的概念，并總結(jié)了近年來通過微流控芯片技術(shù)來合成組織的相關(guān)進(jìn)展。
展開 該檢測對 激光光源及對外部條件如溫度、壓力和流速的控制要求很高，特殊光學(xué)檢測結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及光纖等的 應(yīng)用使得微流控折射率檢測系統(tǒng)更接近于芯片實(shí)驗(yàn)室的概念2 熱透鏡顯微檢測——可對單個細(xì)胞無創(chuàng)、實(shí)時檢測。
2 表面等離子激元共振檢測——可對界面上生物分子相互作用的無標(biāo)記實(shí)時監(jiān)測，通過對生物反應(yīng)過 程中表面等離子激元共振的動態(tài)變化監(jiān)測獲取生物分子相互作用的特異信號。檢測對象一般是具有 配體和受體特異性結(jié)合性質(zhì)的核算、蛋白質(zhì)、酶及抗體等生物分子，尤其適合對免疫反應(yīng)的過程監(jiān) 測和定量分析，這對分子特異反應(yīng)的實(shí)時監(jiān)測也用于細(xì)胞的檢測和傳感。
生物微流控系統(tǒng)平臺主要包括四大部分,用戶可根據(jù)研究目的需要而選擇合適的微流控部件，最后， 將各部件組裝在一起便構(gòu)成了一套微流控系統(tǒng)解決方案。
展開 自上世紀(jì)90年代微流控技術(shù)誕生起，表面浸潤性便一直扮演著關(guān)鍵作用。例如，微通道的浸潤性決定了微液滴能否穩(wěn)定生成，數(shù)字微流控技術(shù)利用電潤濕原理進(jìn)行靈活的液滴操控，紙基微流控通過圖案化親疏水通道實(shí)現(xiàn)快速廉價(jià)的分析檢測，工程化表面浸潤性可在開放空間中實(shí)現(xiàn)各種定向液體輸運(yùn)和液滴傳輸?shù)取Ｈ欢鳛橛?幣的另一面，微流控技術(shù)能否以及如何助力材料浸潤性研究仍然是個懸而未答的問題。回答這一問題對微流控和浸潤性領(lǐng)域的共同發(fā)展和交叉融合有深遠(yuǎn)意義（圖1）。
圖1. 微流控和浸潤性相互促進(jìn)
近日，香港城市大學(xué)朱平安助理教授和香港大學(xué)王立秋教授在Chemical Reviews 發(fā)表題為“Microfluidics-Enabled Soft Manufacture of Materials with Tailorable Wettability” 的長篇綜述，系統(tǒng)回顧了利用微流控軟制造技術(shù)制備具有可控浸潤性材料的發(fā)展歷程。論文首先介紹了常見的浸潤現(xiàn)象和機(jī)理，繼而介紹了微流控法工程化功能材料的一般過程，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了具有可控浸潤性的微顆粒、微纖維、多孔表面的微流控制備與應(yīng)用，最后提出了總結(jié)和展望。
“
微流控軟制造
微流控軟制造指以微流控技術(shù)產(chǎn)生的流體系統(tǒng)為模板進(jìn)行材料的精確制備和性能調(diào)控，常見的流體模板包括液滴、氣泡、射流、乳液、液體泡沫等（圖2）。
展開 隨著微流控技術(shù)的迅猛發(fā)展，微流控領(lǐng)域出現(xiàn)了眾多具有創(chuàng)新意義的新技術(shù)，如表面張力限制的液滴微流控技術(shù)。表面張力限制的液滴微流控技術(shù)在生物醫(yī)藥和材料合成等方面具有非常廣泛的應(yīng)用，使用簡便而有效的方法制備出均勻性良好的液滴陣列也是近年來的研究熱點(diǎn)之一。近日，上海大學(xué)的巫金波教授團(tuán)隊(duì)通過表面親疏水的差異將微米級尺寸的液滴固定在基片表面，制備出不同形狀、尺寸的液滴陣列，并利用液滴陣列進(jìn)行單細(xì)胞的培養(yǎng)與觀測。
傳統(tǒng)的液滴微流控技術(shù)多是基于復(fù)雜的三維立體通道結(jié)構(gòu)的微流控芯片，制備工藝復(fù)雜、儀器精度要求高且價(jià)格昂貴。表面張力限制的液滴微流控技術(shù)與傳統(tǒng)液滴微流控技術(shù)最大的不同點(diǎn)在于前者基于對表面張力的控制，從而實(shí)現(xiàn)對液滴的操控，如液滴的生成及運(yùn)動，而后者是基于對三維微通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)液滴的分裂、運(yùn)動及融合。相應(yīng)地，基于表面張力的液滴微流控技術(shù)只需要對平臺表面進(jìn)行選擇性的化學(xué)改性或者物理作用，使平臺表面的不同區(qū)域?qū)σ后w的表面張力發(fā)生變化，產(chǎn)生具有親疏水性的通道或陣列圖案。通過改變圖案尺寸或調(diào)節(jié)液滴產(chǎn)生過程中的各項(xiàng)參數(shù)，他們就能夠?qū)崿F(xiàn)對液滴尺寸及形貌的調(diào)控，對需要精確定量的化學(xué)或生物反應(yīng)而言是巨大的優(yōu)勢。但就目前發(fā)展情況而言，這一技術(shù)仍存在一定的挑戰(zhàn)和困難——微小體量的液滴揮發(fā)速率極快，如何確保液滴體積的穩(wěn)定性并利用液滴陣列進(jìn)行材料的合成或細(xì)胞培養(yǎng)仍需要進(jìn)一步的探索。
上海大學(xué)的巫金波教授團(tuán)隊(duì)在具有疏水性質(zhì)的基片表面構(gòu)建了親水圖案，當(dāng)把水溶液（如熒光溶液、細(xì)胞培養(yǎng)液等）和油液依次分別添加到基片表面時，通過滑動玻璃蓋片的方法，親水區(qū)域的水溶液會得到保留，而疏水區(qū)域會被油液所侵占，從而成功地制備出形狀規(guī)則、尺寸均一、排布整齊的皮升量級的油蓋水型液滴陣列。整個過程只需短短的5秒鐘便可制備出一萬多個體積為31皮升左右的液滴，液滴生成的通量達(dá)到3 kHz。
展開 最近，復(fù)旦大學(xué)
商珞然青年研究員
/南京大學(xué)鼓樓醫(yī)院
趙遠(yuǎn)錦教授
/中國科學(xué)院物理研究所
葉方富教授
科研團(tuán)隊(duì)共同
提出了一種多功能的微流控
3D 打印策略，用于制造摻入黑磷 (BP) 的纖維支架和光熱響應(yīng)通道，以改善血管化和骨再生。
熱通道支架顯示出由近紅外輻射控制的可逆收縮和膨脹行為，這有助于懸浮細(xì)胞滲透到支架通道中并促進(jìn)血管前化。
此外，嵌入的 BP 納米片表現(xiàn)出原位生物礦化的內(nèi)在特性，并改善體外細(xì)胞增殖和成骨分化。在體內(nèi)移植后，這些通道還促進(jìn)宿主血管深入支架并有效加速骨缺損的愈合過程。因此，相信這些近紅外響應(yīng)通道支架
是各種組織工程應(yīng)用中組織
/血管向內(nèi)生長的有希望的候選者。
相關(guān)論文以題為
Microfluidic 3D Printing Responsive Scaffolds with Biomimetic Enrichment Channels for Bone Regeneration
發(fā)表在《
A
dvanced Functional Materials
》上。
【圖文解析】
團(tuán)隊(duì)提出了一種微流控旋轉(zhuǎn)
3D 打印策略來制造黑磷 (BP) 結(jié)合纖維支架，其具有理想的骨再生特征，如圖 1 所示。微流
控
處理微尺度通道中的單個或多個流體相，從數(shù)十到數(shù)百微米。
團(tuán)隊(duì)采用同軸微流控打印策略來生成多通道中空含
BP 纖維并將它們打印到 3D 支架中以修復(fù)骨缺損（圖 1）。
圖
1
具有用于骨再生的仿生富集通道的微流控
3D打印響應(yīng)支架的示意圖。
a) 模擬血管的含 BP 支架顯示出由 NIR 照射觸發(fā)的可逆收縮和腫脹行為，這可以促進(jìn)細(xì)胞滲透到支架通道中。
展開 
微流控的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
微流控的最新內(nèi)容
混合 / 芯片級液冷：冷板 + 浸沒復(fù)合方案；微流控冷卻嵌入芯片內(nèi)部，散熱效率提升 2–3 倍，適配 200W/cm2 以上熱流密度。
二、核心驅(qū)動：AI 高密度 + 雙碳政策
算力密度飆升：AI 芯片 TDP 突破 1000W，單機(jī)柜功耗達(dá) 120–230kW，風(fēng)冷達(dá)物理極限，液冷成唯一可行路徑。
工業(yè)與科研應(yīng)用
本案例為電場下水球行為的模擬研究提供了重要的理論依據(jù)，并在多個領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景：
微流控技術(shù)：為微流控芯片中液滴控制與操作提供了理論支持，促進(jìn)了液滴微操作技術(shù)的發(fā)展。
材料科學(xué)：研究水分子在電場中的行為，幫助優(yōu)化電介質(zhì)材料的性能，特別是在電子器件和傳感器中的應(yīng)用。
尤其是納米水滴的蒸發(fā)過程，因其在制備納米材料、涂層技術(shù)和微流控系統(tǒng)中的重要應(yīng)用，備受關(guān)注。了解納米水滴在不同環(huán)境條件下的蒸發(fā)行為，對于控制和優(yōu)化納米材料的生產(chǎn)、提高微納尺度設(shè)備的性能具有重要意義。近年來，基于分子動力學(xué)模擬的研究為這一領(lǐng)域提供了深入的理解和理論支持。本案例將探討基于GROMACS的納米水滴蒸發(fā)分子模擬過程。
這種 pcb 板怎么用 comsol 建模呢
同時可實(shí)現(xiàn)微流控芯片批量化及定制化生產(chǎn)，能顯著降低微球制備的成本并提高微球的生產(chǎn)效率。
圖6 3D打印微流控
"第二屆熱管理材料技術(shù)博覽會”（iTherMEXPO2024）將于2024年11月6-8日在深圳國際會展中心7號館舉辦，將高效呈現(xiàn)熱管理產(chǎn)業(yè)鏈的一站式價(jià)值對接平臺，以滿足和促進(jìn)熱管理行業(yè)各單位交流、合作和共贏發(fā)展。
這種自運(yùn)輸現(xiàn)象可以在微流體技術(shù)中發(fā)揮重要作用，如在微流控芯片和微流控設(shè)備中。通過設(shè)計(jì)合適的錐形微通道結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)流體混合、分離、粒子分選和藥物輸送等應(yīng)用。此外，錐形微通道還能夠提供更快速的反應(yīng)速度、更高的靈敏度和更小的樣品消耗。
本案例建立的錐形微通道模型如圖1所示。
這是首次直接在標(biāo)準(zhǔn)消費(fèi)類CPU上創(chuàng)建微流控通道，并在有源CMOS器件上通過微流控冷卻實(shí)現(xiàn)了最高的功率密度。該小組在IEEE Xplore上報(bào)告說，結(jié)果表明，在不需要能源密集型制冷系統(tǒng)的情況下，可以更有效地運(yùn)行數(shù)據(jù)中心。芯片制造商所需要的只是批量生產(chǎn)帶有蝕刻微引腳的處理器，并將它們包裝在歧管上，以代替通常的散熱器蓋。如果像臺積電這樣的晶圓代工廠能夠?yàn)樗麄兊男酒峁﹥?nèi)置的液體冷卻，那將改變采用的動態(tài)。
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作者信息
陳蘇教授團(tuán)隊(duì)一直致力于微尺度下材料的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、性能調(diào)控研究, 探索材料結(jié)構(gòu)與功能間的映射關(guān)系，發(fā)展了一系列以微流控技術(shù)為代表的納微纖維新材料的設(shè)計(jì)與制備方法，如微流控紡絲技術(shù)、微流控靜電紡絲技術(shù)、微流控氣噴紡絲技術(shù)和微流控靜電3D打印技術(shù)。
"智"控銳芯 · Pluidic?微流控芯片
數(shù)字微流控DMF（Digital Microfluidic）在生命科學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，天馬結(jié)合先進(jìn)的TFT制造工藝與面板設(shè)計(jì)技術(shù)，開發(fā)了Pluidic?（Panel-Level-Microfluidic）面板級微流控技術(shù)，具備高精度，高通量，高靈活性，可批量生產(chǎn)等優(yōu)勢。
目前MEMS的最大市場是智能手機(jī)，微流控技術(shù)是它的派生分支，90年代噴墨打印頭就是微液控的典型應(yīng)用之一。“微”字概念是＜0.2-3mm尺寸的物體， 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級，是一個獨(dú)立的智能系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)是集微傳感器、微執(zhí)行器、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。是一項(xiàng)關(guān)系到國家的科技發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮和國防安全的關(guān)鍵技術(shù)。
