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微流控芯片基礎(chǔ)及應(yīng)用(王俊生)

微流控芯片基礎(chǔ)及應(yīng)用(王俊生)

出版社：化學(xué)工業(yè)出版社出版時(shí)間：2024-03-01
開本： 16開 頁數(shù)： 295
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微流控芯片基礎(chǔ)及應(yīng)用(王俊生) 版權(quán)信息

微流控芯片基礎(chǔ)及應(yīng)用(王俊生) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

微流控芯片技術(shù)是以物理化學(xué)和分析化學(xué)為基礎(chǔ)，以納米技術(shù)和微機(jī)械為依托，并隨著生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程而興起的一門多學(xué)科交叉融合的學(xué)科。它具有自動(dòng)化、小型化、集成化、耗樣少、反應(yīng)速率快等諸多優(yōu)點(diǎn)，有著極為廣闊的應(yīng)用前景。微流控芯片技術(shù)自誕生以來受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注，發(fā)展迅猛，形成了一門全新的、具有戰(zhàn)略意義的科學(xué)技術(shù)。 本書旨在將微流控芯片技術(shù)的基礎(chǔ)理論和前沿應(yīng)用介紹給廣大初學(xué)者和學(xué)生，全書共分為9個(gè)章節(jié)，包括微流控技術(shù)的基礎(chǔ)理論、材料與加工工藝、微流體驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)、微流控芯片中進(jìn)樣與混合、微流控芯片檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字微流控技術(shù)、微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)及船舶與海洋環(huán)境等領(lǐng)域的熱點(diǎn)應(yīng)用，涵蓋了微流控技術(shù)的基本理論、基本方法、關(guān)鍵技術(shù)和近期新的研究進(jìn)展。 本書可作為微流控技術(shù)、分析化學(xué)、生物技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生教材，也可作為科研人員、技術(shù)人員的參考資料。

微流控芯片基礎(chǔ)及應(yīng)用(王俊生) 目錄

第1章 緒論 001
1.1 概述 001
1.2 微流控芯片實(shí)驗(yàn)室及其發(fā)展歷史 002
1.2.1　微流控芯片實(shí)驗(yàn)室定義 002
1.2.2　微流控芯片的發(fā)展歷史 002
1.2.3　微流控芯片的發(fā)展趨勢(shì) 005
1.3 微流控芯片及基本操作單元 006
1.3.1　樣品進(jìn)樣 006
1.3.2　微混合與微反應(yīng) 006
1.3.3　微驅(qū)動(dòng)與微控制 006
1.3.4　微檢測(cè) 007
1.4 微流控芯片的分類與特點(diǎn) 009
1.4.1　按材質(zhì)分類 009
1.4.2　按傳感方式分類 009
1.5 設(shè)計(jì)軟件與加工設(shè)備 010
1.5.1　設(shè)計(jì)軟件 010
1.5.2　加工設(shè)備 011
1.6 微流控芯片應(yīng)用 013
1.6.1　生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 013
1.6.2　船舶海洋環(huán)境領(lǐng)域 014
1.6.3　其他領(lǐng)域 015
習(xí)題及思考題 016
參考文獻(xiàn) 016 第2章 微流控芯片理論基礎(chǔ) 019
2.1 概述 019
2.2 流體相關(guān)理論 019
2.3 電場(chǎng)相關(guān)理論 020
2.3.1　電動(dòng)現(xiàn)象 020
2.3.2　顆粒在水平油-水界面中電動(dòng)運(yùn)動(dòng) 023
2.3.3　油滴在空氣-水界面附近電動(dòng)運(yùn)動(dòng) 026
2.4 濃度場(chǎng)相關(guān)理論 028
2.5 磁場(chǎng)相關(guān)理論 029
習(xí)題及思考題 031
參考文獻(xiàn) 032 第3章 微流控芯片材料與加工工藝 034
3.1 概述 034
3.2 微流控芯片材料 034
3.2.1　硅 035
3.2.2　玻璃和石英 036
3.2.3　聚合物 037
3.2.4　其他材料 039
3.3 微加工技術(shù) 042
3.3.1　光刻 042
3.3.2　表面微加工 043
3.3.3　體微加工 045
3.3.4　三維打印技術(shù) 047
3.3.5　激光直寫技術(shù) 048
3.3.6　電化學(xué)微加工 050
3.3.7　其他微加工技術(shù) 051
3.4 微流控芯片制作工藝 052
3.4.1　無機(jī)材料芯片制作 052
3.4.2　聚合物芯片制作 054
3.4.3　芯片表面改性技術(shù) 056
3.4.4　芯片封裝 058
3.5 芯片制作環(huán)境 061
3.5.1　超凈間工作環(huán)境 062
3.5.2　超凈間潔凈度分級(jí) 063
3.5.3　超凈間組成及設(shè)備 065
3.5.4　超凈間應(yīng)用 070
3.5.5　超凈間管理制度及安全細(xì)則 071
習(xí)題及思考題 073
參考文獻(xiàn) 074 第4章 微流體驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù) 079
4.1 概述 079
4.2 微流體機(jī)械驅(qū)動(dòng) 079
4.2.1　離心式 079
4.2.2　壓力式 084
4.3 微流體非機(jī)械驅(qū)動(dòng) 088
4.3.1　電驅(qū)動(dòng) 088
4.3.2　電水力驅(qū)動(dòng) 091
4.3.3　表面張力驅(qū)動(dòng) 091
4.3.4　熱驅(qū)動(dòng) 092
4.4 微流體控制技術(shù) 092
4.4.1　電動(dòng)控制 092
4.4.2　微閥控制 097
習(xí)題及思考題 102
參考文獻(xiàn) 102 第5章 微流控芯片中進(jìn)樣與混合 106
5.1 概述 106
5.2 樣品進(jìn)樣與前處理 106
5.2.1　樣品進(jìn)樣 106
5.2.2　樣品前處理 114
5.3 微混合與微混合器 118
5.3.1　微混合 118
5.3.2　主動(dòng)式微混合器 118
5.3.3　被動(dòng)式微混合器 123
5.4 微反應(yīng)與微反應(yīng)器 129
5.4.1　微反應(yīng) 129
5.4.2　微化學(xué)反應(yīng)器 130
5.4.3　微生物反應(yīng)器 139
習(xí)題與思考題 145
參考文獻(xiàn) 146 第6章 微流控芯片檢測(cè)技術(shù) 151
6.1 概述 151
6.2 光學(xué)檢測(cè) 151
6.2.1　激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè) 151
6.2.2　紫外吸收光度檢測(cè) 156
6.2.3　等離子體光譜檢測(cè) 158
6.2.4　化學(xué)發(fā)光檢測(cè) 160
6.3 電學(xué)檢測(cè) 166
6.3.1　電阻檢測(cè) 166
6.3.2　電容檢測(cè) 169
6.3.3　電感檢測(cè) 172
6.3.4　聯(lián)合檢測(cè) 175
6.4 電化學(xué)檢測(cè) 180
6.4.1　電流檢測(cè) 180
6.4.2　電導(dǎo)檢測(cè) 182
6.4.3　電位檢測(cè) 183
6.5 其他檢測(cè) 184
6.5.1　質(zhì)譜檢測(cè) 184
6.5.2　熱透鏡檢測(cè) 186
習(xí)題及思考題 188
參考文獻(xiàn) 188 第7章 數(shù)字微流控技術(shù) 194
7.1 概述 194
7.2 表面潤(rùn)濕與接觸角 195
7.2.1　表面潤(rùn)濕 195
7.2.2　接觸角 196
7.3 表面張力與介電潤(rùn)濕 199
7.3.1　表面張力及其調(diào)控 199
7.3.2　介電潤(rùn)濕 201
7.4 數(shù)字微流控液滴操控 203
7.4.1　微液滴生成機(jī)理 204
7.4.2　微液滴合并與分裂 204
7.4.3　微液滴運(yùn)輸 206
習(xí)題及思考題 207
參考文獻(xiàn) 207 第8章 微流控芯片在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用 210
8.1 概述 210
8.2 細(xì)胞芯片 210
8.2.1　細(xì)胞培養(yǎng) 211
8.2.2　細(xì)胞操控 215
8.2.3　細(xì)胞裂解 218
8.2.4　細(xì)胞刺激 221
8.2.5　細(xì)胞分析 223
8.2.6　單細(xì)胞研究 226
8.3 器官芯片 228
8.3.1　器官芯片的發(fā)展 228
8.3.2　肺芯片 229
8.3.3　肝臟芯片 231
8.3.4　腎臟芯片 231
8.3.5　腦芯片 233
8.3.6　其他器官芯片 235
8.4 微生物芯片 237
8.4.1　微生物芯片的發(fā)展 237
8.4.2　微流控芯片上微生物研究方法 237
8.4.3　微流控芯片上微生物毒性耐藥性測(cè)試 240
8.4.4　微流控芯片微生物燃料電池 241
8.4.5　其他應(yīng)用 242
8.5 疾病診斷芯片 243
8.5.1　免疫診斷 244
8.5.2　分子診斷 245
8.5.3　商業(yè)化的診斷系統(tǒng) 246
習(xí)題及思考題 250
參考文獻(xiàn) 250 第9章 微流控芯片在船舶、海洋和其他領(lǐng)域的應(yīng)用 258
9.1 概述 258
9.2 船舶壓載水檢測(cè) 258
9.2.1　微藻檢測(cè) 259
9.2.2　細(xì)菌檢測(cè) 264
9.3 船舶油液污染物檢測(cè) 267
9.4 船舶油污水檢測(cè) 271
9.5 海洋微塑料檢測(cè) 272
9.6 海洋重金屬離子檢測(cè) 276
9.7 其他應(yīng)用 284
9.7.1　化學(xué)及藥物合成 284
9.7.2　食品安全分析 286
習(xí)題及思考題 291
參考文獻(xiàn) 291
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微流控芯片基礎(chǔ)及應(yīng)用(王俊生) 作者簡(jiǎn)介

王俊生，主要從事光電傳感與微流控芯片光電檢測(cè)技術(shù)及其在船舶海洋環(huán)境中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，并作為遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，大連市重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，入選遼寧省“百千萬人才工程”百層次、交通運(yùn)輸青年科技英才、首批遼寧省“興遼英才計(jì)劃-青年拔尖人才”、遼寧省創(chuàng)新人才支持計(jì)劃，大連市杰出青年科技人才支持計(jì)劃。研發(fā)了基于光電微納傳感的生物污染物快速檢測(cè)成套裝備，應(yīng)用于海事、海關(guān)檢疫檢驗(yàn)、海產(chǎn)養(yǎng)殖、污染物檢測(cè)、生物醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，并得到應(yīng)用單位的一致好評(píng)，打破國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品壟斷，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，產(chǎn)生顯著的社會(huì)效益。獲得了遼寧省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（排名第1，2020）、中國(guó)海洋工程科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（排名第2，2019）、中國(guó)航海學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（排名第2，2020）、中國(guó)航海學(xué)會(huì)青年科技獎(jiǎng)（獨(dú)立獲獎(jiǎng)）、大連市技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)（排名第1，2020，2018）、遼寧省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（排名第 1）、遼寧醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)（排名第2）、大連市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文一等獎(jiǎng)（排名第 1）。擔(dān)任國(guó)家科技獎(jiǎng)評(píng)審專家、交通運(yùn)輸部科技專家?guī)鞂＜，以及本學(xué)科多個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊編委及審稿人。承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目27項(xiàng)。發(fā)表論文70余篇，其中SCI期刊論文44篇、EI收錄20余篇次，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利40余項(xiàng)、國(guó)際PCT專利1項(xiàng)，以第 一發(fā)明人獲授權(quán)發(fā)明專利21項(xiàng)，軟件著作權(quán)3項(xiàng)，專利成果轉(zhuǎn)化3項(xiàng)，向國(guó)際海事組織IMO和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO提案，相關(guān)成果得到國(guó)內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)可，為提升海上交通強(qiáng)國(guó)做出了突出貢獻(xiàn)。

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