随着近年来微流控芯片技术的发展，包括航空航天医学在内的许多领域都对该技术投入了极大关注，微流控芯片技术被美国NASA誉为空间生命科学实验的未来发展方向。北京理工大学生命学院邓玉林课题组利用微流控芯片技术开展了一系列空间生物医学效应与空间生物科学实验技术研究，研发了一种基于NOA81光胶的PCR微芯片，能够实现微腔室内的PCR稳定扩增。...
2023-11-03 理论教育
微流控芯片技术与建模分析
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学习微流控芯片技术中的LBM策略详细阅读
根据笔者的经历和感受，给出一套学习LBM的策略，供大家参考。从笔者学习LBM的经历来看，一边看文献，一边读程序，两者相互对照可显著提高学习效率。LBM方法涉及广泛的理工科学科领域，随着近年来的应用扩展，出现了一批活跃的QQ群、微信群。在LBM学习中，流体中文网的LBM模块、Palabos的论坛等，有很多可供学习的问题和解答。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术与建模分析：细胞和器官芯片的进展详细阅读
微流控芯片在细胞的培养、分离、组分分析及细胞操纵方面都有应用。将光镊(或超声)捕获、光穿孔、细胞裂解、电泳分离和细胞流失计数等操作单元集成到一块微流控芯片，并把得到的信息进行汇总、分析，就可以完成对单细胞的精准操控[3]。这些局限性使得很难在芯片上再现器官的所有特征，利用微流控芯片是一个创建受控环境的方法，还需要其他技术不断提高器官芯片的性能和与真实器官的接近程度[4，5]。...
2023-11-03 理论教育
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宏观量计算方法|微流控芯片技术与建模分析成果详细阅读
LBM中，宏观量是指流场反映出的可观测的物理量，如密度、压力、速度、温度等。相比之下，概率密度函数、网格模型中的参数等都是微观量。正是由于宏观量和微观量之间的交替演化发生才使得流场在边界条件及源项影响下演进。在D2Q9格子模型中，根据格点上概率密度的宏观量计算方法如下：式中，fi ——在9个方向中第i方向的速度概率密度。第2、3行，用于计算速度。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术与数值解法详细阅读
偏微分方程的解法主要分为两大类，即解析解法和数值解法。其中，有限差分法、有限体积法和有限元法是三种发展成熟并广泛应用的偏微分方程(组)数值解法。所求出的差分方程组的解，就是微分方程定解问题的数值近似解。因此，在某种程度上LBM也可以被视为一种求解偏微分方程的方法。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术与建模分析的键合技术详细阅读
目前，微流控芯片的键合方法大致可分为直接键合、间接键合两类。...
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微流控芯片技术中的概率密度函数分析详细阅读
LBM中的概率密度函数在本质上和f是一样的，它描述在不同方向上粒子速度的分布概率。LBM的概率密度函数的形式依赖于格子模型。概率密度函数是LBM中的“微观量”，但由这个微观量可以推导出速度、压力等宏观量。因此，概率密度函数的概念是理解LBM原理的重要基础。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片的流体驱动功能单元分析详细阅读
驱动是指通过力的作用使微流控芯片上的液体流动，而流体控制是开关、控制流体的流速和流向及流体的混合。样品在微流控芯片内不同功能模块间输送依赖流体的流动，因此如何实现微尺度下流体驱动、控制，成为芯片设计的关键。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术的发展简史详细阅读
偏微分方程起源于微积分理论形成后不久。在整个18世纪，对偏微分方程的研究都处于不自觉的状态。至此，人们逐渐归纳清楚了二阶线性偏微分方程的类型。法国数学家阿达马在20世纪初建立了偏微分方程定解问题适定性的概念，被誉为二阶线性偏微分方程的总结者。随着20世纪末之后计算机性能的提高，偏微分方程的数值解法得到了充分的发展和应用，典型的例子是有限元法。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术：药物筛选与研发详细阅读
药物筛选和新药研发需要分析大量候选药物的活性成分、代谢、毒性等，而微流控芯片因其可以模拟体内环境，以及高通量、自动化、快速的特点可用于药物的筛选。细胞水平的药物测试是判定抗肿瘤药物敏感性的有效手段之一，目前已有报道将微流控芯片与质谱联用，整合细胞培养、器官或组织芯片、代谢物采集、样品预处理和检测等单元进行药物代谢研究，集成化的微流控芯片也可同时进行高通量细胞毒性筛选和代谢物的在线监测。...
2023-11-03 理论教育
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聚合物材料在微流控芯片技术中的应用详细阅读
在硅/玻璃芯片广泛应用几年后，出现了聚合物基芯片，种类繁多的聚合物为选择具有特定性能的合适芯片材料提供了更大的灵活性。与无机材料相比，聚合物易于获得，且价格便宜，因此目前已成为最常用的微芯片材料。...
2023-11-03 理论教育
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POCT的应用研究及市场现状详细阅读
POCT是指在实验室外，靠近检验对象，能在短时间内得到结果的一种检验技术。近年来，基于微流控芯片POCT的应用研究领域逐渐从分子拓展到细胞，进而到仿生人体器官的各种感觉，包括嗅觉、视觉、味觉等。从应用上看，微流控芯片在免疫和核酸分析中已得到应用，但是商品化仪器不多，而且基层普及率不高，其原因在于生物反应步骤烦琐、芯片结构复杂，导致分析成本提高。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术的格子BoItzmann方法发展历程详细阅读
HPP模型能够满足质量和动量守恒定律，被公认为是第一个格子气自动机模型，为格子Boltzmann方法的发展奠定了基础。该模型中格子具有很好的对称性，很大程度上弥补了HPP模型的缺陷，基于FHP模型可以推导出Navier-Stokes方程，开创了格子Boltzmann方法研究的新局面。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术与应用领域分析详细阅读
目前，微流控芯片技术的应用领域十分广泛，包括疾病诊断、航空航天、运动竞技、石油化工、司法鉴定、环境检测、食品安全、药物筛选等。微流控芯片实验具有样本需求少、实验设备轻便的优点，因而在此领域备受重视。微流控芯片在生物样品检测方面具有样品需求少、处理通量高、反应速度快等优点，这使其在兴奋剂检测中可发挥重要作用。...
2023-11-03 理论教育
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微流控芯片技术与建模分析：微通道的流体控制与应用详细阅读
微通道不仅是作为流体流动的单元，更是进行流体控制的工具。通过微通道自身的特性来实现对流体的流动控制，通道的构型、通道表面性质、附加装置均是影响通道控制流体的主要因素。微通道构型在芯片电泳中的应用。另外，在微流体混合器中，为了提高混合效率而精心设计各种特殊通道构型，这些构型对流体的控制都起到了重要的作用。...
2023-11-03 理论教育
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边界条件及类型-微流控芯片技术与建模分析详细阅读
周围环境的影响常体现为系统边界上的物理状态，即边界条件。边界条件可分为三类：第一类边界条件称为狄利克雷条件；第二类边界条件称为诺伊曼条件；第三类边界条件称为罗宾条件。数学家狄利克雷首先证明了这个问题解的唯一性，因此其边界条件以他的姓氏命名。相应表达式为例4.1考虑一维热传导情况，设有长度为l的细杆，请判断如下边界条件的类型。...
2023-11-03 理论教育