微流体

将一个PDMS (聚二甲基硅氧烷)微流控通道与紫外可见光纤光谱仪和新合成的比色探针耦合，集成到基于光流控的Lab-on-a芯片装置中，用于氟离子( F ¯ )的高灵敏实时定量测量。在微流控装置中设计了一个‘S’形微通道作为微反应器，以利于合成的比色探针(传感器)与F ¯离子之间的连续反应。在此反应后，在微流控器件的下游检测区利用紫外-可见探针捕获其光谱，并实时呈现为F ¯浓度。初步研究了- OH、- NH和- NO2等多种结合基团和发色基团的多色变比色探针对F ¯离子的高灵敏度和高选择性，检出限为0.79   ppm。对所研制的光流化装置的性能进行了评价，用于包括真实样品在内的F ¯离子的选择性、敏感性检测，优于常规方法。该技术具有样品用量少、分析快速、灵敏度高、可移植等优点。提出的新型片上Lab-on-a器件为跨越宽扇区所需F ¯离子的实时分析提供了许多竞争优势。

利用超声制备细乳剂(粒径50 ~ 1μm )和纳米乳剂(平均粒径\u003c 200 nm )在药物输送、颗粒合成以及化妆品和食品工业中具有重要意义。因此，需要制定新的策略，以更快和更少的试剂消耗获得新的配方。在此，我们提出了一种基于聚二甲基硅氧烷( PDMS )的微流控装置，以超声为驱动力，在连续流动中产生油包水或油包水的细乳液。一个与微器件连接在同一载玻片上的Langevin压电片提供了足够的功率，可以在单个周期内产生细乳液，无需试剂预均质。通过在微流控平台中分别引入4种不同的流体，可以逐步改变油、水和2种不同表面活性剂的组成，确定使用小于500 µ L的试剂，使液滴直径和多分散性最小的最佳配方。研究发现，空化气泡是微通道内乳状液形成的最重要机制，在其引入器件之前，水相的脱气可以成为液滴多分散性降低的重要因素。这种思想通过从装置产生的细乳液出发，合成具有窄尺寸分布的固体聚合物粒子来证明。

利用超声波产生细乳液(直径50 nm ~ 1μm )和纳米乳液(平均液滴直径)

通过二苯甲酮光抑制直接光刻PDMS (聚二甲基硅氧烷)，近年来受到了极大的兴趣。的确，这种技术的简单性和通用性使得微纳米孔易于加工，或者PDMS力学性能的局部控制。然而令人惊讶的是，硅氢化物与/或硅乙烯基与二苯甲酮之间的化学反应仅通过定性的方法(如衰减全反射傅里叶变换红外)来评估。在这篇通讯中，以前提出的反应途径受到挑战，使用核磁共振( NMR )光谱和尺寸排阻色谱( SEC )监测。提出了描述二苯甲酮辐照对有机硅配方加成反应作用的不同机理，最终揭示了一个涉及芳香溶剂的简化程序。

通过二苯甲酮光抑制直接光刻PDMS (聚二甲基硅氧烷)，近年来受到了极大的兴趣。的确，这种技术的简单性和通用性使得微纳米孔易于加工，或者PDMS力学性能的局部控制。然而令人惊讶的是，硅氢化物与/或硅乙烯基与二苯甲酮之间的化学反应仅通过定性的方法(如衰减全反射傅里叶变换红外)来评估。在这篇通讯中，以前提出的反应途径受到挑战，使用核磁共振( NMR )光谱和尺寸排阻色谱( SEC )监测。提出了描述二苯甲酮辐照对有机硅配方加成反应作用的不同机理，最终揭示了一个涉及芳香溶剂的简化程序。

我们提出了一种利用离心力与脱气聚二甲基硅氧烷( PDMS )微流控装置集成的串联稀释发生器。采用气溶PDMS作为离心微流控器件材料，可以利用真空驱动力将样品拖曳在任意方向，而不是单一方向，无需添加进一步的驱动元件。真空驱动力使装置能够避免气泡的形成，在表面状态下表现出很高的耐受性。然后利用该装置进行样品计量和样品转移。此外，采用离心力对样品进行加载和混合。本研究实现了100 ~ 10 - 4的10倍系列稀释，每个腔室约8μL，通过改变装置的几何设计，可以方便地改变系列稀释比和腔室体积。为了证明我们的离心和真空驱动杂交方法的概念，利用该装置制备了一个cDNA (互补DNA )样品的10倍系列稀释度。然后用细针收集稀释后的样品，进行定量聚合酶链反应( qPCR )，结果与手工打管制备的样品一致。

我们提出了一种利用离心力与脱气聚二甲基硅氧烷( PDMS )微流控装置集成的串联稀释发生器。采用气溶PDMS作为离心微流控器件材料，可以利用真空驱动力将样品拖曳在任意方向，而不是单一方向，无需添加进一步的驱动元件。真空驱动力使装置能够避免气泡的形成，在表面状态下表现出很高的耐受性。然后利用该装置进行样品计量和样品转移。此外，采用离心力对样品进行加载和混合。本研究实现了100 ~ 10 - 4的10倍系列稀释，每个腔室约8μL，同时通过改变装置的几何设计可以方便地改变系列稀释比和腔室体积。为了证明我们的离心和真空驱动杂交方法的概念，利用该装置制备了一个cDNA (互补DNA )样品的10倍系列稀释度。然后用细针收集稀释后的样品，进行定量聚合酶链反应( qPCR )，结果与手工打管制备的样品一致。

轴索功能障碍和变性是中枢神经系统疾病和创伤的重要病理特征，如阿尔茨海默病、创伤性脑损伤、缺血性脑卒中和脊髓损伤等。工程化的微流控芯片结合人多能干细胞( hPSC )衍生的神经元，为轴突的靶向体外研究提供了有价值的工具，以提高对疾病机制的认识，促进药物开发。这里，采用集成光模化基底的聚二甲基硅氧烷( PDMS )微流控芯片，实现hPSC衍生神经元的分离和单向轴突生长。通过优化PDMS微通道在微流控装置中的截面积和长度，实现了轴突与胞体和树突的分离，并使轴突生长健壮到相邻的轴突室。在轴突室，含偶氮苯分子玻璃薄膜上的光刻纳米形貌有效地引导轴突的生长。将纳米拓扑结构与微流控芯片相结合，构建了一个支持孤立微环境下优越轴突排列的人神经元模型。下面通过研究氧葡萄糖剥夺对离体和定向轴突的损伤来说明芯片的实用性。所建立的芯片模型代表了一个成熟的平台和一个新的工具，用于增强和长期靶向轴突的体外研究。

循环系统的血管网在维持人体稳态中起着至关重要的作用。本文研制了一种新型的具有垂直两层构型的模块化微流控系统，用于体外产生大规模的灌注微血管网络。两层聚二甲基硅氧烷( PDMS )构型使得组织腔和介质通道不仅可以独立设计和制造，而且可以相应地对齐和粘接。该方法可以产生具有高度灵活性和可扩展性的模块化微流控系统，以设计一个具有多个灌注高密度血管化组织的集成平台。介质通道设计成菱形，制作成半封闭，在垂直方向形成毛细管爆裂阀，作为介质通道与组织腔的界面。采用不同的组织腔和介质通道组合，成功地实现了垂直界面的血管生成和吻合。根据血管长度和密度，生成并量化了各种大型微血管网络。灌注的70 kDa FITC-葡聚糖的微小渗漏证实了微血管网络的管腔化以及不同结构层微血管网络与介质通道之间形成紧密的垂直互联。该平台使培养具有高密度和可伸缩性的互联、大规模灌注的血管化组织网络，可用于广泛的多器官片上应用，包括基础生物学研究和药物筛选。

由聚二甲基硅氧烷( PDMS )制成的微流体系统提供了一个在定义良好的剪切应力下模拟模型系统中血管流动状况的平台。然而，在PDMS上物理吸附的细胞外基质( ECM )蛋白在高剪切应力条件下并不能可靠地附着，这给长期的实验带来了困难。为了克服这一局限性，我们用3 -氨丙基三乙氧基硅烷( APTES )对PDMS表面进行功能化修饰，通过不同的表面活化方法，使PDMS表面与胶原之间形成稳定的连接，并以此作为模型ECM蛋白。在10 ~ 40 dynes / cm2的壁面剪切应力下，用磷酸盐缓冲液( PBS )对微流控装置内蛋白质涂层的稳定性进行了评价。在20 ~ 150 dynes / cm2的剪切应力范围内，内皮细胞在APTES介导的胶原涂层上生长48 h，在PBS ( pH 9 )中，细胞在整个剪切应力范围内稳定。结果表明，在高pH值下，APTES涂层表面与胶原分子之间的静电作用为高剪切应力条件下修饰PDMS基微流控器件进行长期内皮化提供了非常有前景的工具。