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微液滴生成方法研究进展 被引量:7
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作者 魏玉瑶 孙子乔 +1 位作者 任昊慧 李雷 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期795-804,共10页
微液滴在生物、化学、材料科学、工程等领域的应用十分广泛,液滴的生成方法越来越高效可控。从传统的制备微液滴的方法,到微流控芯片方法,再到近几年新出现的一些芯片外方法,微液滴的制备技术在数十年间不断发展和完善。本文首先简要回... 微液滴在生物、化学、材料科学、工程等领域的应用十分广泛,液滴的生成方法越来越高效可控。从传统的制备微液滴的方法,到微流控芯片方法,再到近几年新出现的一些芯片外方法,微液滴的制备技术在数十年间不断发展和完善。本文首先简要回顾了制备微液滴的几种典型的传统方法和微流控芯片方法,重点介绍了一些近年来发展的新方法的原理、设备和应用,对这些方法的特点进行了总结,并对微液滴技术的未来发展提出了展望。 展开更多
关键词 微液滴 液滴微流控 液滴生成 评述
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微液滴微流控芯片:微液滴的形成、操纵和应用 被引量:7
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作者 宋文斌 董朝青 任吉存 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期106-112,共7页
微流控芯片中形成的微液滴粒径均一、可控,与传统的连续流体系相比,具有能实现试剂的快速混合、通量更高等优点。本文介绍了微流控芯片中由微通道控制的微液滴的形成、分裂、合并、混合、分选和捕获等微液滴操纵技术,以及微液滴技术在... 微流控芯片中形成的微液滴粒径均一、可控,与传统的连续流体系相比,具有能实现试剂的快速混合、通量更高等优点。本文介绍了微流控芯片中由微通道控制的微液滴的形成、分裂、合并、混合、分选和捕获等微液滴操纵技术,以及微液滴技术在纳米粒子、聚合物微粒的合成、纳米粒子自组装、蛋白质结晶研究和DNA、细胞分析等领域的研究进展。 展开更多
关键词 微液滴微流控芯片 微液滴 形成 操纵 应用
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毕赤酵母液滴微流控高通量筛选方法的建立与应用 被引量:7
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作者 吕彤 涂然 +2 位作者 袁会领 刘浩 王钦宏 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1317-1325,共9页
巴斯德毕赤酵母是当前应用最为方便和广泛的外源蛋白表达系统之一,为了进一步提高其表达外源蛋白的能力,文中建立了基于液滴微流控的毕赤酵母高通量筛选方法,并以木聚糖酶融合荧光蛋白为例,筛选获得木聚糖酶表达和分泌能力提高的突变株... 巴斯德毕赤酵母是当前应用最为方便和广泛的外源蛋白表达系统之一,为了进一步提高其表达外源蛋白的能力,文中建立了基于液滴微流控的毕赤酵母高通量筛选方法,并以木聚糖酶融合荧光蛋白为例,筛选获得木聚糖酶表达和分泌能力提高的突变株。通过PCR扩增得到木聚糖酶xyn5基因和绿色荧光蛋白gfp基因融合片段,并克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9K中构建出木聚糖酶融合绿色荧光蛋白的质粒pPIC9K-xyn5-gfp,电转化至毕赤酵母GS115中得到表达木聚糖酶和绿色荧光蛋白的毕赤酵母SG菌株。该菌株经过常压室温等离子体诱变后进行单细胞液滴包埋,液滴培养24h后进行微流控筛选,获得高表达木聚糖酶的突变菌株,进而用于下一轮的诱变突变库构建和筛选。以此类推,经过5轮液滴微流控筛选,获得一株高产菌株SG-m5,其木聚糖酶活为149.17U/mg,较出发菌株提升300%,分泌外源蛋白的能力较出发菌株提高160%。文中建立的毕赤酵母单细胞液滴微流控高通量筛选方法能达到每小时10万菌株的筛选通量,筛选百万级别的菌株库仅需10h,消耗荧光试剂体积100μL,对比传统的微孔板筛选方法降低试剂成本近百万倍,为高效、低成本筛选获得表达和分泌外源蛋白能力提高的毕赤酵母提供了一条新途径。 展开更多
关键词 毕赤酵母 液滴微流控 高通量筛选 单细胞 外源蛋白表达 蛋白分泌
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液滴微流控系统在数字聚合酶链式反应中的应用研究进展 被引量:7
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作者 范一强 王玫 +3 位作者 高峰 庄俭 唐刚 张亚军 《分析化学》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1300-1307,共8页
数字聚合酶链式反应( PCR)技术近年来发展迅速。与以实时荧光定量PCR为代表的传统PCR技术相比,数字PCR技术显著提高了定量分析的精确度和灵敏度。数字PCR的快速发展与近年来微流控技术在数字PCR技术中的广泛应用有着密切的联系。早... 数字聚合酶链式反应( PCR)技术近年来发展迅速。与以实时荧光定量PCR为代表的传统PCR技术相比,数字PCR技术显著提高了定量分析的精确度和灵敏度。数字PCR的快速发展与近年来微流控技术在数字PCR技术中的广泛应用有着密切的联系。早期的研究和商业化产品使用的是大规模集成流路微流控芯片,加工过程复杂且价格高昂。近年来,液滴微流控芯片被应用到数字PCR技术中,它可以在短时间内产生10^2-10^7个微液滴,每一个微液滴都是最多只含有一个目的基因片段的PCR反应器。 PCR扩增后,通过对单个微液滴的观察计数,就可以获得绝对定量的分析数据。本文综述了不同种类的液滴微流控系统在数字PCR技术中的应用,以及液滴数字PCR微流控芯片在生物、医药、环境等领域的应用。 展开更多
关键词 数字聚合酶链式反应 液滴微流控芯片 基因检测 基因测序 评述
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深度学习驱动的液滴微流控单细胞分选系统 被引量:1
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作者 范甜甜 侯森 +1 位作者 陈冰 杨潇楠 《微纳电子技术》 CAS 2024年第4期128-136,共9页
单细胞操作和分析对于研究许多基本生物学过程和揭示细胞异质性至关重要,并且在生物医学领域具有巨大的应用潜力。液滴微流控技术在单细胞分析方面具有显著优势。研制了一种深度学习驱动的液滴微流控单细胞分选系统,主要以液滴内所包含... 单细胞操作和分析对于研究许多基本生物学过程和揭示细胞异质性至关重要,并且在生物医学领域具有巨大的应用潜力。液滴微流控技术在单细胞分析方面具有显著优势。研制了一种深度学习驱动的液滴微流控单细胞分选系统,主要以液滴内所包含的生物样本种类以及数量作为标准分选目标液滴。根据实验需求制作好相应生物样本的数据集,在服务器上训练好对应的网络模型,并将该网络模型转移到NVIDIA Jetson TX2开发板上,利用该网络模型对实验过程中拍摄到的液滴图像进行实时检测判断,最后根据算法对包含特定物质的液滴进行分选,从而得到目标液滴。此方法能够有效地判断并分选出液滴内图像特征有差异的不同生物样本,可以实现对包含单个及2个细胞液滴的分选。该研究为液滴微流控单细胞分选技术在生物学和医学等领域的广泛应用提供了支撑。 展开更多
关键词 单细胞分析 液滴微流控 深度学习网络 图像识别 液滴分选
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液滴微流控芯片系统研发与微生物矿化机理研究
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作者 张瑾璇 刘汉龙 肖杨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1236-1245,共10页
微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种基于生物矿化作用的新型土体加固和修复技术。由于生物反应过程复杂,结晶影响因素多,MICP矿化机理目前还不明确。MICP微流控系统能够对微细尺度下的微生物矿化沉积规律进行可视化研究,但观测晶体... 微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术是一种基于生物矿化作用的新型土体加固和修复技术。由于生物反应过程复杂,结晶影响因素多,MICP矿化机理目前还不明确。MICP微流控系统能够对微细尺度下的微生物矿化沉积规律进行可视化研究,但观测晶体生长尺度仍较大。设计了一种液滴微流控芯片,通过调控不相溶两相流体的流速,生成了直径约450μm的扁球体弹状流液滴作为MICP微反应器,从而搭建了精度更高的微生物矿化液滴微流控芯片系统。通过该系统观测表明:碳酸钙结晶点周围的细菌分布均无变化,随着反应进行,晶体尺寸逐渐扩大,形貌不变;在晶体生长过程中,部分细菌吸附到晶体表面,但晶体周围无明显的细菌聚集现象。此外,采用扫描电镜进一步观测到碳酸钙表面细菌吸附部位存在孔洞。液滴微流控芯片系统为微生物矿化提供了一个精细的微米尺度反应器,为探究MICP成核机理提供了一种有效的分析方法。 展开更多
关键词 液滴微流控 微流控芯片 MICP 碳酸钙 微生物矿化
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微流控芯片在单细胞捕获中的应用 被引量:4
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作者 吴春卉 姜有为 程鑫 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第16期39-45,共7页
单细胞捕获是单细胞水平研究的前提和重要组成部分。微流控芯片通常具有与细胞尺寸相当的微通道结构,并能操控纳升至皮升级的极小体积流体,非常适用于高通量的单细胞捕获,加上微流控芯片能够将其他多种操作单元集成在一起,为单细胞分析... 单细胞捕获是单细胞水平研究的前提和重要组成部分。微流控芯片通常具有与细胞尺寸相当的微通道结构,并能操控纳升至皮升级的极小体积流体,非常适用于高通量的单细胞捕获,加上微流控芯片能够将其他多种操作单元集成在一起,为单细胞分析提供了一种效率高、消耗低的研究平台。概述并对比了多种涉及流体力学、光、电、磁、声等领域的微流控单细胞捕获技术的原理和应用,展望了其未来的研究方向。 展开更多
关键词 微流控芯片 单细胞捕获 液滴微流控 介电电泳 光镊
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合成生物学表型测试生物反应器及其装备化研究进展
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作者 郭肖杰 剪兴金 +2 位作者 王立言 张翀 邢新会 《合成生物学》 CSCD 北大核心 2024年第1期16-37,共22页
合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,... 合成生物学经过多年的发展,形成了典型的细胞工厂创制“设计-构建-测试-学习”(design-build-testlearn,DBTL)循环,成为支撑面向加速生物制造发展的智慧生物育种的重要方法。其中,测试环节是对前期所设计与构建的生物体系进行表型测试,以提供大量数据用于后续的学习和迭代升级。测试阶段的通量主要依赖于细胞自身或其培养测试所使用的生物反应器及其装备,是整个DBTL流程的限速步骤。本文系统综述了合成生物学表型测试所开发的面向不同通量的生物反应器及装备,从单细胞检测和筛选及不同尺度生物反应器包括皮纳升级生物反应器、微升级生物反应器、毫升级生物反应器和升级生物反应器等,系统地介绍了各自的特点和应用场景。同时,指出了现有生物反应器及其装备的应用潜力、面临的挑战与发展趋势,为合成生物学表型测试技术研究提供重要参考。 展开更多
关键词 合成生物学 高通量筛选 液滴微流控 生物反应器 微孔板 微型管式生物反应器
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基于液滴微流控的细胞凝胶微球研究进展 被引量:2
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作者 张彩云 曾毅 +1 位作者 许娜 张志凌 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期74-85,共12页
液滴微流控技术在微纳米尺度上对多种流体的流动进行精确控制,从而能够以高通量的方式生成结构可调和成分可控的微纳米液滴。通过结合合适的水凝胶材料和制造方法,可以将单个或多个细胞高效地封装进水凝胶中,制备细胞凝胶微球。细胞凝... 液滴微流控技术在微纳米尺度上对多种流体的流动进行精确控制,从而能够以高通量的方式生成结构可调和成分可控的微纳米液滴。通过结合合适的水凝胶材料和制造方法,可以将单个或多个细胞高效地封装进水凝胶中,制备细胞凝胶微球。细胞凝胶微球可以为细胞的增殖、分化等提供一个三维的、相对独立可控的微环境,在三维细胞培养、组织工程与再生医学、干细胞研究和单细胞研究等生命科学领域具有重要价值。本文主要综述了基于液滴微流控技术的细胞凝胶微球的制备及其在生物医学领域的应用,并对未来的研究工作提出了展望。 展开更多
关键词 液滴微流控 细胞凝胶微球 三维细胞培养 单细胞研究 肿瘤疫苗
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基于液滴微流控技术的超高通量筛选体系及其在合成生物学中的应用 被引量:3
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作者 马富强 杨广宇 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期83-92,共10页
构建高效的合成生物学体系经常需要进行大量的筛选工作来优化人工体系的运行效率。液滴微流控(droplet microfluidics)技术将常规筛选体系微型化,在只有皮升(pL)级体积、大小均一的反应器中对酶反应或目标代谢产物进行单细胞水平的检测... 构建高效的合成生物学体系经常需要进行大量的筛选工作来优化人工体系的运行效率。液滴微流控(droplet microfluidics)技术将常规筛选体系微型化,在只有皮升(pL)级体积、大小均一的反应器中对酶反应或目标代谢产物进行单细胞水平的检测和筛选,筛选速度可高达10~8克隆/d,从而极大地提升了人们对催化元件乃至工程菌株优化的能力。综述了液滴微流控技术在合成生物学应用中的技术背景,重点阐述了目标酶反应及产物检测的荧光信号偶联策略,进一步介绍了液滴微流控技术在酶催化元件以及代谢通路的筛选改造方面的研究进展,并展望了该领域的发展趋势。 展开更多
关键词 液滴微流控 合成生物学 代谢途径 高通量筛选
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多基因同步调控结合高通量筛选构建高产L-苯丙氨酸的谷氨酸棒杆菌工程菌株 被引量:1
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作者 薛宁 王瑾 +5 位作者 李世新 刘叶 程海娇 张玥 毛雨丰 王猛 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期268-280,共13页
L-苯丙氨酸(L-Phe)是重要的食品及医药中间体,但由于其生物合成途径较长且调控机制复杂,仅依靠质粒或者周期漫长的基因组逐轮改造,难以实现各个模块之间的通量平衡,在一定程度上限制了其产量的进一步提升。本研究将L-Phe生物合成途径中... L-苯丙氨酸(L-Phe)是重要的食品及医药中间体,但由于其生物合成途径较长且调控机制复杂,仅依靠质粒或者周期漫长的基因组逐轮改造,难以实现各个模块之间的通量平衡,在一定程度上限制了其产量的进一步提升。本研究将L-Phe生物合成途径中的7个携带组成型启动子PF11及核糖体结合位点(ribosome binding site,RBS)为GGGGGGGG的关键基因ppsA、tktA、aroF^(fbr)、aroE、aroL、pheA^(fbr)和tyrB,整合到谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)的基因组中;利用课题组前期研发的基于CRISPR/Cas系统和胞苷脱氨酶的无模板基因表达调控技术(base editor-targeted and template-free expression regulation,BETTER),对每个关键基因的RBS进行同步编辑,生成富含G/A的RBS突变文库;利用前期开发的荧光蛋白型L-Phe生物传感器结合液滴微流控系统(droplet microfluidics)对RBS突变文库进行高通量筛选。最终,从大约7万个RBS突变文库中筛选到4株L-Phe产量提升不同程度的突变菌株,其72 h摇瓶发酵产量分别为2.06、1.30、4.42和7.44 mmol/L,相比对照菌株C.g-2(0.6 mmol/L)分别提高了2.43、1.17、6.37、11.40倍。利用碱基编辑器同时调节多基因的表达水平并筛选组合文库,可以为L-Phe工程育种提供一种可行策略。 展开更多
关键词 多基因同步调控 碱基编辑技术 L-苯丙氨酸 谷氨酸棒杆菌 代谢工程改造 高通量筛选 液滴微流控 生物传感器
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微流控法可控制备放射性壳聚糖栓塞微球 被引量:1
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作者 邓璐 巨晓洁 +5 位作者 张文杰 谢锐 汪伟 刘壮 潘大伟 褚良银 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1781-1794,F0001,共15页
以壳聚糖(CS)为基材原料,京尼平为交联剂,采用液滴微流控法制备了粒径在20~90μm范围内精确可调的可用于内放射介入治疗的栓塞微球。首先,通过在CS微球上接枝螯合剂1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(DOTA)进行改性,制备DOTA-CS... 以壳聚糖(CS)为基材原料,京尼平为交联剂,采用液滴微流控法制备了粒径在20~90μm范围内精确可调的可用于内放射介入治疗的栓塞微球。首先,通过在CS微球上接枝螯合剂1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(DOTA)进行改性,制备DOTA-CS微球,使微球具有稳定的负载放射性核素镥-177(^(177)Lu)的能力。然后,通过DOTA与^(177)Lu稳定的螯合作用,制备了DOTA-CS-^(177)Lu微球。探究了制备过程中乳液模板和CS微球之间大小变化的规律,实现了对微球尺寸的精确预测和调控。所制备CS微球的直径变异系数均低于5%,尺寸均一,单分散性好,具有良好的溶胀性能与弹性。通过分析傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见吸收光谱(UVVis)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)结果,得出1∶1(质量比)为DOTA与微球的最佳改性比例。扫描电子显微镜(SEM)结果表明DOTA改性对微球的形貌与结构无影响。血液相容性实验与细胞毒性实验的评价结果表明,DOTA改性前后的CS微球均表现出良好的生物相容性。模拟体内降解环境,CS微球在60 d内形貌与粒径无明显变化,仅弹性略有下降。薄层色谱(TLC)结果表明,DOTA-CS-^(177)Lu微球具有较高的放射化学纯度,并在15 d内保持良好的放射稳定性。上述研究结果表明,所制备DOTA-CS-^(177)Lu微球表现出了用于体内放疗栓塞治疗的优势与潜力。 展开更多
关键词 液滴微流控 壳聚糖微球 DOTA 放疗栓塞介入治疗
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变截面通道内流动聚焦微液滴生成数值研究 被引量:1
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作者 刘思蔚 王燕令 +2 位作者 吴学红 何永宁 张业强 《云南化工》 CAS 2019年第1期28-30,共3页
化学分析研究的不断深入,对液滴微流控精度提出了更高的要求。设计了不同孔径尺寸的流动聚焦通道模型,模拟油-水两相流动剪切微液滴生成过程。采用Level Set方法处理两相流动界面,研究了流动聚焦模型下通道尺寸和油-水两相流量比对生成... 化学分析研究的不断深入,对液滴微流控精度提出了更高的要求。设计了不同孔径尺寸的流动聚焦通道模型,模拟油-水两相流动剪切微液滴生成过程。采用Level Set方法处理两相流动界面,研究了流动聚焦模型下通道尺寸和油-水两相流量比对生成液滴尺寸的影响。研究结果对实现微液滴生成过程的精准操控具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 液滴微流控 化学分析 变截面 流动聚焦 液-液两相流
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基于液滴微流控技术的蛋白质结晶
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作者 吴霞 蒋勋涛 +3 位作者 张余晓 吕慧园 黄方 于筱溪 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期2024-2030,共7页
结晶是培养蛋白质单晶以及蛋白质分离纯化的一种重要手段。传统静态蛋白质结晶操作周期长,晶体粒径分布不均。液滴微流控技术能够实现低雷诺数条件下的高效传质传热,是提高蛋白质结晶速率以及改善晶体尺寸分布的潜在方法。本研究利用液... 结晶是培养蛋白质单晶以及蛋白质分离纯化的一种重要手段。传统静态蛋白质结晶操作周期长,晶体粒径分布不均。液滴微流控技术能够实现低雷诺数条件下的高效传质传热,是提高蛋白质结晶速率以及改善晶体尺寸分布的潜在方法。本研究利用液滴微流控系统分别在静止液滴和低剪切速率(流动液滴)条件下进行蛋白质结晶。实验结果表明,微流控液滴内循环可以有效提高成核速率和晶体数量,并且成核速率、平均晶体数量和晶体尺寸均与液滴流速呈单调依赖关系,证明了微流控液滴内温和的剪切力场是改善蛋白质晶粒度分布,减少蛋白质晶体聚集的有效手段。此外,活性实验表明微液滴内循环对溶菌酶的活性并未产生明显影响。 展开更多
关键词 液滴微流控 液滴内循环 蛋白质结晶 粒度分布
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液滴微流控技术制备窄粒径分布的HNS基PBX复合微球
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作者 刘意 朱瑞 +3 位作者 周近强 武碧栋 安崇伟 王晶禹 《火工品》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期53-57,共5页
为获得窄粒径分布的HNS基高聚合物黏结炸药(PBXs)微球,采用液滴微流控技术,分别以2%、3%的氟橡胶(F_(2604))、硝化棉(NC)和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为黏结剂对HNS进行包覆,并对微球的形貌、粒径分布、晶体结构、热性能以及撞击感度进行表... 为获得窄粒径分布的HNS基高聚合物黏结炸药(PBXs)微球,采用液滴微流控技术,分别以2%、3%的氟橡胶(F_(2604))、硝化棉(NC)和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为黏结剂对HNS进行包覆,并对微球的形貌、粒径分布、晶体结构、热性能以及撞击感度进行表征和测试。结果表明:黏结剂含量为3%时,均能制得球形度较高、粒径分布窄、单分散性好的微球,平均圆形度分别为0.927,0.915,0.908,D50分别为46.86,58.77,60.12μm(跨度均小于0.4);3种微球晶型未发生改变,撞击感度值分别提高了4.5,4.0,3.5 J,安全性能显著提高。 展开更多
关键词 液滴微流控技术 高聚合物黏结炸药(PBXs) HNS 窄粒径分布 复合微球
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关键构型参数对流动聚焦式微流控液滴生成的影响
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作者 张帅 王博 +1 位作者 马泽遥 陈晓东 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1257-1266,共10页
流动聚焦式液滴微流控技术借助流动聚焦效应和离散相液丝界面失稳,实现单分散微液滴的连续生成.该技术中的多相界面流动对于构型参数有较强的依赖性,表现出丰富的微尺度流动特征.本研究在前期发展的基于毛细管可变几何微流控装置的基础... 流动聚焦式液滴微流控技术借助流动聚焦效应和离散相液丝界面失稳,实现单分散微液滴的连续生成.该技术中的多相界面流动对于构型参数有较强的依赖性,表现出丰富的微尺度流动特征.本研究在前期发展的基于毛细管可变几何微流控装置的基础上,采用数值模拟方法研究关键参数对于液滴生成模态和尺寸的影响规律.经过合理简化后,研究建立实验装置的轴对称模型,并结合自适应网格加密技术,提高了数值模拟效率;通过多个实验工况的对比,验证了数值模拟的准确性.研究发现:在所选择的流体组合、几何和流量参数范围内,液滴生成过程存在滴流、串滴、射流和不稳定4个模态;在固定的离散相和连续相流量组合下,上游和下游毛细管端部间距的变化会改变滴流和串滴模态下液滴的长度,而对射流模态下液滴的大小影响很小;在固定的几何参数下流量变化时,液滴长度的变化在滴流和串滴模态转换时基本连续,而在射流模态发生时产生骤降;下游毛细管的内径对模态相图影响显著,大内径下滴流模态占主导,且射流模态下液丝的射流长度变化明显,而小内径下射流模态占主导,且在大的连续相流量下存在不稳定模态.研究结果表明关键结构参数对于流动聚焦式微流控液滴的生成有重要影响,合理改变这些参数可以控制液滴尺寸和改善液滴的单分散性,可为设计和优化流动聚焦式液滴生成装置提供依据. 展开更多
关键词 液滴微流控 流动聚焦 流动模态 滴流 射流
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一种可以实现稳定单细胞包裹的无进样器的微流控平台
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作者 范蓓媛 刘力行 +4 位作者 李秀锋 陈德勇 王文会 王军波 陈健 《中国科学院大学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2020年第3期336-344,共9页
液滴单细胞包裹技术是实现单细胞研究的有效方法。采用负压作为驱动力包裹单细胞,不再需要常规实验中会引起细胞吸附和降低单细胞包裹率的进样器和管路。在细胞悬浮溶液中加入碘克沙醇溶液调整溶液密度,进一步改善细胞沉降问题。研究负... 液滴单细胞包裹技术是实现单细胞研究的有效方法。采用负压作为驱动力包裹单细胞,不再需要常规实验中会引起细胞吸附和降低单细胞包裹率的进样器和管路。在细胞悬浮溶液中加入碘克沙醇溶液调整溶液密度,进一步改善细胞沉降问题。研究负压大小和T型沟道几何尺寸对液滴频率和体积的影响以及碘克沙醇调整溶液密度后对单细胞包裹率的影响。该微流控平台可实现稳定的单细胞包裹,并为单细胞分析提供有利工具。 展开更多
关键词 液滴微流控 单细胞包裹 负压 碘克沙醇
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Recent advances in the production of controllable multiple emulsions using microfabricated devices 被引量:5
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作者 Goran T. Vladisavljevic 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第1期1-17,共17页
This review focuses on recent developments in the fabrication of multiple emulsions in micro-scale systems such as membranes, microchannel array, and microfluidic emulsification devices. Membrane and microchannel emul... This review focuses on recent developments in the fabrication of multiple emulsions in micro-scale systems such as membranes, microchannel array, and microfluidic emulsification devices. Membrane and microchannel emulsification offer great potential to manufacture multiple emulsions with uniform drop sizes and high encapsulation efficiency of encapsulated active materials. Meanwhile, microfluidic devices enable an unprecedented level of control over the number, size, and type of internal droplets at each hierarchical level but suffer from low production scale. Microfluidic methods can be used to generate high-order multiple emulsions (triple, quadruple, and quintuple), non-spherical (discoidal and rod-like) drops, and asymmetric drops such as Janus and ternary drops with two or three distinct surface regions. Multiple emulsion droplets generated in microfabricated devices can be used as templates for vesicles like polymersomes, liposomes, and colloidosomes with multiple inner compartments for simultaneous encaosulation and release of incomoatible active materials or reactants. 展开更多
关键词 Membrane emulsification Microchannel emulsification droplet microfluidics Microencapsulation Multiple emulsionsJanus droplets
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基于同轴聚焦微流控拓扑构造的双乳液滴生成机制数值模拟
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作者 朱晓武 罗永皓 +1 位作者 张伟业 刘文文 《微纳电子技术》 CAS 2024年第10期177-188,共12页
采用流体体积(VOF)相界面追踪技术建立了同轴聚焦微通道内双乳液滴生成过程的数值计算模型。当内相、中间相和外相流体流速分别为0.01、0.011、0.04m/s时,该模型能够稳定形成单分散性较好、直径为500μm的双乳液滴。形成的双乳液滴适合... 采用流体体积(VOF)相界面追踪技术建立了同轴聚焦微通道内双乳液滴生成过程的数值计算模型。当内相、中间相和外相流体流速分别为0.01、0.011、0.04m/s时,该模型能够稳定形成单分散性较好、直径为500μm的双乳液滴。形成的双乳液滴适合药物领域的应用。在此基础上,分析了聚焦孔半径、聚焦孔颈长与聚焦孔颈角对三相流体的液滴驱动方式的影响,并讨论了微流道拓扑结构变化与双乳液滴生成机制及特性的内在联系与机理。结果表明,聚焦孔半径影响了Marangoni效应对内液滴局部扰动的程度,在改变生成液滴截面尺寸的同时,也使液滴生成频率发生相应的变化。聚焦孔颈长的改变决定了内外相流体的流型,限制了液膜断裂与脱离过程,从而对液滴生成方式产生根本性影响。聚焦孔颈角的变化影响了鞘液对外界面的剪切作用,通常情况下较大的角度使得局部流体阻力得以缓慢的释放,有利于生成液滴界面的稳定性。 展开更多
关键词 液滴微流控 双乳液滴 同轴聚焦结构 相界面追踪法 多相流
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流动聚焦微通道中滴流模式下非牛顿液滴生成的实验研究 被引量:2
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作者 梁定新 薛春东 +1 位作者 曾效 覃开蓉 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期36-45,共10页
液滴微流控是微流控领域重要分支,其所涉及的生物流体往往具有非牛顿性质。为深入理解非牛顿性质对液滴生成的影响,配置4种不同流变特性的流体,系统研究流动聚焦微通道中滴流模式下的非牛顿液滴生成。结果表明:与牛顿液滴相比,非牛顿液... 液滴微流控是微流控领域重要分支,其所涉及的生物流体往往具有非牛顿性质。为深入理解非牛顿性质对液滴生成的影响,配置4种不同流变特性的流体,系统研究流动聚焦微通道中滴流模式下的非牛顿液滴生成。结果表明:与牛顿液滴相比,非牛顿液滴生成表现出更显著的“连珠现象”;不同非牛顿性质对液滴生成的影响截然不同,剪切稀化和弹性效应对液滴尺寸和生成频率的作用相反。液柱颈缩动力学结果显示:单一的剪切稀化效应使得非牛顿液滴液柱颈缩过程与牛顿液滴相似,均只有流动驱动阶段;单一的弹性效应则使得非牛顿液滴液柱颈缩后期出现不同于牛顿流体的毛细驱动阶段;而剪切稀化和弹性效应的共同作用会导致液柱颈缩过程中更显著的毛细驱动阶段和液柱断裂后更显著的“连珠现象”。 展开更多
关键词 液滴微流控 非牛顿流体 流动聚焦微通道 液滴生成 液柱颈缩动力学
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