柔性微流控的制备及界面设计用于抗污染性研究

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:snoopy10222001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微流控系统具有使用样品量少、灵敏度高、比表面积大、成本低、轻便等优势。目前,针对不同性能的材料,已经开发出了许多制备微流控的技术,尤其5G时代的来临,柔性器件成为未来智能生活应用新技术,将给微流控带来更大的机遇。然而,如何便捷、高效地制备柔性微流控系统,一直是制约其应用的重要问题。同时,微流控的应用过程中,由于大的比表面积,输运流体与微通道界面之间接触更加充分,界面效应更加显著,极易引起微流控的污染,导致微通道的溶胀和生物分子的吸附,降低了系统的稳定性以及检测的准确性。基于以上复杂的制备工艺以及微流控易污染问题,本论文开展的具体工作如下:一、柔性微流控的制备受到了柔性血管的启发,在此我们展示了一种非常简单的方法制备柔性微流控系统,此制备工艺简单,可以与不同种类的基板材料直接贴合密封而不需要任何表面的处理,微流控图案化不受限于模板,为个性化设计实验提供解决方案。在拉伸和释放状态下保持液体流动而不发生漏液,具有良好的密封性能和动态稳定性。优异的拉伸、压缩和可回复性,在柔性拉力传感和压力调控微流体输运行为中将发挥巨大的应用潜力。二、抗污染性的微流控系统的界面设计柔性微流控系统使用过程中,不可避免的发生微流控污染的问题。受到结肠中粘液层将细菌与上皮细胞分离的启发,我们将功能液体与微通道相复合,展示了基于仿生液体界面的动态可拉伸的微流控系统。本质上是将固-液界面转化为液-液界面,由于功能液体具有分子级别无缺陷的平整和不可压缩性,可以排斥几乎与之不互溶的输运液体,因此带来了优异的抗污染性能。优化匹配柔性材料和功能液体后,可在柔性微通道内形成高度稳定的液体界面,不仅具有较高的透明性,而且具有良好的阻抗蛋白的吸附和有机分子的溶胀。同时,由于功能液体的流动性,液体界面具有强大的自我修复能力及适应性,当柔性微流控系统被拉伸后,即使拉伸到200%,也能够保持稳定的抗污染性。进一步,可将功能液体作为一个“门”,不仅实现了微通道的智能化,同时带来优异的抗污染性。受到动物胃中粘液细胞分泌粘液保护胃黏膜的启发,我们设计和制备了基于热响应的液体门控微流控系统。以多孔基质制备微通道,并在微通道外部修饰响应性物质。当外界刺激时,响应性物质释放和吸收液体,并通过多孔基质作用于微通道内部,实现非接触式的外部修饰、内部响应的智能调控输运流体行为。本质上是以液体作为“门控”,将固体响应转化为液体响应,将固-液界面转化为液-液界面,实现了微通道的功能化及智能化,同时提高系统的抗污染和抗溶剂溶胀性能,将为智能药物输送、化学合成和医疗检测的开发提供一个全新的应用平台。最后,为了拓展液体界面功能的单一性,我们设计和开发了一种非常温和的方法,在微通道内通过共价层层自组装的方式制备类流体界面,以降低微流控系统在检测肿瘤细胞时白细胞的非特异性吸附。这种类流体界面不仅具有类似于功能液体的滑移性质,可有效的阻抗纤维蛋白原的吸附,同时还具有可供修饰抗体的结合位点,当修饰循环肿瘤细胞的抗体时,不仅对肿瘤细胞具有较高的捕获率(72.3%),对白细胞的非特异性吸附也大大降低(0.14%),可提高后续肿瘤细胞的基因检测准确性,为个体化治疗提供可靠的判断依据。
其他文献
学位
分子电子学旨在通过分子来实现传统硅基半导体的功能,为集成电路的进一步小型化,乃至于达到分子尺度,提供了美好的前景。分子电子器件最为重要的组成部分就是分子,而构建分子的基础是价键体系。在过去几十年的分子电子学研究中,人们大量使用了常规价键分子体系来设计与构筑分子器件。但近年来的研究发现,分子电子器件的性能极限很有可能由分子的价键体系所决定。因此,发展非传统价键体系的单分子电荷输运性质表征,不仅能够为
樋口一叶作为明治时期为数不多的女作家之一,在短短数年的创作期间内留下了多篇名作小说,《青梅竹马》、《浊流》、《十三夜》、《岔路》、《行云》、《里紫》等便是具有代表性的作品。本论文是以一叶小说中的女性书写为主线,以“女性与他者”的关系为框架,对这六部作品做出的探讨尝试。论文分为“绪论”、“本论”(共四个章节)、“结论”三部分展开论述。其中:本论第一章为:“《青梅竹马》—视线斗争与女性书写尝试的开始”
国际政治社会是一套具有层级性、多维性、演化性的复杂系统,组成国际政治社会的各类单元与诸多要素,在不同层级从不同维度建构彼此之间的互动,形成或紧密或松散的关系性的动态结构,支撑并驱动着整个国际政治社会系统的运行与演化。国际政治社会发展演变的历史进程中,民族国家自其诞生后逐步成为国际政治社会的主要行为体以来,时至今日一直都是国际政治社会里的核心性行为体,从而使得民族国家之间的相互关系与行为互动,成为国
燃料电池是21世纪最具有发展潜力的新型清洁发电装置。因其具有安全、便携、操作方便、无污染且转化效率高等优点受到人们的广泛青睐,有望成为传统化石燃料的最佳替代者。质子交换膜燃料电池(PEMFCs)是研究最为广泛的能源转换设备之一。PEMFCs在酸性工作条件下氧化还原反应速率较低,为了提高电极的氧化还原反应速率,必须使用贵金属(Pt等)作为催化剂,而且用来传递质子的全氟磺酸膜价格昂贵,使得PEMFCs
能源可持续发展关注的两个核心议题是:可再生能源发展和能源效率改进。本文为分析加纳经济背景下这两大核心议题提供了一个研究框架。考虑到能源行业的复杂性以及在理解其变化趋势方面所面临的挑战,通过对这两个议题进行现实分析和实证研究,不仅能为利益相关者提供有关能源系统发展的相关信息,而且可以对制定可持续能源发展的政策提供一定的参考。通过与其他国家(尼日利亚、巴西和中国)进行比较分析,本文研究内容包括:首先,
如何有效、快速地处理复杂数据,并提取出隐含其中的、潜在有用的知识成为了数据科学领域亟待破解的科学问题。为此,在经典模糊序决策信息系统中,结合不同的属性具有不完全相同的重视程度这一现象,通过条件属性增加权重向量的方法,建立了该复杂系统的分配函数,定义了分配约简,进一步给出了该信息系统分配约简的辨识矩阵求解方法,最后通过案例说了该方法的有效性。
本文分析了政务改革背景下,不动产登记档案信息化建设面临的问题,并结合武汉市的实践提出了规范管理、搭建统一平台、创新归档模式、建立数据中心、开展“互联网+档案”服务、档案共享等有效措施,以促进不动产登记档案信息化建设,发挥不动产登记档案数据的价值。
基于生物质多孔炭,采用氮掺杂进行表面修饰和结构调控是研发高性能低成本超级电容器炭电极材料的研究热点之一。本文以蓖麻壳生物质为原料,合成了具有优良电化学性能的多孔炭材料。探讨了材料结构与其制备工艺的内在联系。研究了多孔炭与其电化学性能之间构效关系。利用液氮淬火高温生物质炭,改善多孔炭的孔结构和表面电化学性质。研究了富氮螺旋藻提取物作为氮掺杂剂对蓖麻壳炭介孔结构的调节机制,以及其对电化学性能的影响。这
来华留学生教育是我国高等教育国际化的重要组成部分,其语言教育有利于发挥来华留学人员的宣介作用,积极传播中国理念,丰富中外人文交流,促进民心相通。已有相关研究主要是关于宏观政策、留学生管理以及语言学习某一方面的研究,鲜有研究聚焦留学生群体,探究留学生语言教育政策的实施情况。本研究以汉语国际教育专业为研究范围,以汉语国际教育专业本科学历生为研究对象,主要研究以下三个问题:1)汉语国际教育专业来华留学生