一、Patterning proteins on surfaces by micro-channels（论文文献综述）
杨红月[1]（2021）在《微结构表面对运动微生物附着影响机理研究》文中研究说明海洋微生物附着于近海各类人造设施表面,随着附着程度加深会造成航船能量损耗增加、船体腐蚀、管道堵塞、仪表失灵等。因此,防止生物污损技术研究对于能源产业、海洋开发等领域具有重要的意义。以仿生学为基础发展起来的微结构表面防污技术也因其绿色环保的优势日益成为研究热点。本文采用数值模拟和实验相结合的方法,研究了微结构表面对微生物附着的影响机理,对丰富微结构的防污机理具有重要的学术意义,也对防污形貌表面的设计、筛选与优化具有重要的参考价值。本文建立了多种具有不同结构参数、形状的凹型微结构表面,采用CFD技术分别模拟了不同直径的球形微生物在近壁区的运动情况,分析了多种因素对微结构表面生物附着的影响规律。在此基础上,加工了不同种类、尺寸的形貌表面,进行了藻液沉浸实验。结合实验结果,得到了表面形貌影响指数T,并基于微生物与微结构特征尺寸,构建了微结构表面防污模型。本文所做工作具体如下:首先,建立了5种不同结构参数的二维矩形微坑结构,采用动网格技术模拟了直径为5μm微生物在顺流向、逆流向运动时的流场特征。考察了微坑高宽比、入口流速、微生物运动方向对微坑内壁面附近速度、剪切应力、剪切应力梯度分布的影响,进一步得到了微结构参数对微坑内旋涡流动、微生物沉降和脱附的影响。在此基础上,建立了四种三维微结构表面,分别为正方形、圆形、六边形、仿Sharklet AF表面,通过数值模拟分析了顺流向、逆流向和与流动方向呈45°夹角时,流体的流速、变形速率和剪切应力分布,发现凹型微观形貌上周期单元凹陷面积比、微生物投影面积覆盖边缘数是影响微生物附着的重要参数。然后,通过光刻和刻蚀技术加工制备了 8种不同尺寸和形貌的微结构表面样板,建立了球藻培养环境并进行了流动状态的沉浸实验。通过对实验样板的检测,得到了形貌表面微生物附着图像和荧光图像。对附着荧光图像进行分析得到了不同形貌表面的微生物附着率与表面防污率。最后,结合数值模拟结果对影响表面形貌防污性能的因素进行分析,基于凹型微观形貌上周期单元凹陷面积比、微生物投影面积覆盖边缘数建立了表面形貌影响指数T的表达式,计算得到了 8种微结构表面的T值。考虑微生物与微结构特征尺度的大小关系,分别讨论了微生物大于微结构、微生物小于微结构两种情况下形貌表面防污效果。通过将实验结果中微生物附着率Am 与T的关联关系图进行曲线拟合,得到了Am与T的线性关系,建立了微生物在微观形貌表面附着率的数学模型。综上,本文从微结构对流场影响的角度入手,进一步阐释了微结构防污机理建立了基于表面形貌影响指数的微结构表面防污模型,为微结构设计优化提供了思路。
宋瑞莲[2]（2021）在《基于表面增强拉曼光谱的光流控芯片的研制及其应用》文中提出微流控具有样品量小,低消耗,微型化,成本低,高通量检测等优点。光流控（optofuidic）器件就是将微流控系统与光学检测相结合,实现复合功能的新型器件。根据光学检测类型和微流控通道功能的不同,光流控传感器件可开展不同类型的传感检测,可以对分析物如蛋白质、核酸、细胞等进行快速实时原位的检测。表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS）因其能给出分子的指纹特征峰,并且可以实现单分子检测而受到广泛关注。基于SERS的光流控系统不仅能够发挥SERS技术高灵敏的优势,更能发挥微流控对检测体系的控制,从而实现对化学、生物过程的实时、动态原位监测,以及对待分析物的微量、痕量检测。但是该研究领域也存在诸多急需解决的瓶颈问题:1)化学分析的定量检测不仅要求SERS基底要具有高的灵敏度,还要有好的重现性来保障信号的稳定、可靠。而基于SERS的光流控系统对SERS基底的必须在满足以上条件的基础上,进一步考虑SERS基底的构造对光学检测的影响;2)由于常见的SERS基底的衬底的材质与微流控材料的巨大差异,为光流控系统的封装带来很大的难度,漏液问题尤为严重。基于对目前该领域所存在问题的深入分析,本论文的研究将分为以下几个部分:第一章,论文绪论。首先简要介绍了拉曼光谱的原理、发展及其局限性,然后介绍了表面增强拉曼光谱（SERS）的原理和发展,表面等离激元共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）的概念和应用,SERS与SPR之间的关系,SERS基底的种类以及SERS基底与分析物之间的亲和力,最后介绍了光流控芯片,包括微流控芯片的简介,微流控芯片材料及制作方法以及基于SERS的光流控芯片的概念、分类及应用。第二章,适用于光流控系统的SERS基底的研制。使用紫外全息光刻方法在环烯烃共聚物（COC）衬底上制备具有同时满足高灵敏度、高均匀性和高通量制备等优点的SERS基底;再以COC基片为微流控通道的材料,利用计算机数字控制（CNC）雕刻机在软件的控制下,制作不同形状和功能的微流控通道;通过热封接的方法完成微流控通道层与SERS基底的键合,实现了基于SERS的光流控芯片的制备。通过该方法制作的芯片解决了微通道层与金膜之间的漏液问题,在微通道中可以实现微流体的流动。在此基础上,进一步展开了提高SERS信号通过窗片的透过率的研究。第三章,基于SERS的光流控系统的表面修饰和原位反应。为了弥补因光流控芯片构造而损失的灵敏度,在芯片内的SERS基底上原位合成聚多巴胺膜,利用多巴胺的还原性,在芯片内原位合成Ag NPs,增强了SERS基底的灵敏度。在对合成条件、基底的灵敏度和均匀性进行优化的基础上,实现了对农残污染物福美双在基于SERS的光流控芯片内的定量检测。第四章,基于SERS的光流控系统的抗原-抗体特异性检测。针对前列腺癌生物标志物前列腺特异性抗原（PSA）的SERS检测,设计了适用于免疫分析的微阵列芯片。通过合成内嵌入4-MBA分子的金银核壳结构并修饰检测抗体,形成Au@4-MBA@Ag@检测抗体的SERS纳米探针,并在芯片中对金基底表面修饰捕获抗体,用于特异性捕获PSA,实现了PSA的定量检测。
马正东[3]（2021）在《图案化润湿性壁面板式微通道的构建及其破乳性能研究》文中研究说明社会的快速发展产生大量含油废水,其带来的资源浪费、环境污染以及经济损失日趋严重,是人类可持续发展亟待解决的一大难题,发展高效实用的油水分离技术势在必行。近年来,研究人员发现微通道对乳状液具有良好的破乳效果,由于其连续稳定的运行优势,引起研究人员的极大兴趣,但其仍存在单次破乳率低、破乳机理不明确等问题。因此,本文将微通道过程强化与图案化壁面润湿作用相结合,设计加工出一种图案化润湿性壁面板式微通道（PPM）,强化了微通道对水包油（O/W）乳状液的分离过程,为微通道油水分离强化提供了新思路。论文的主要研究内容及结果如下:图案化润湿性表面（PWS）是利用化学腐蚀-沸水浴法在Al板上制备出稳定的超亲水表面,将超亲水表面浸入硬脂酸乙醇溶液中制得超疏水表面;超亲水表面经过胶带剥离定域去除后,可制得超亲水/疏水图案化润湿性表面。通过SEM、AFM、XPS、XRD和接触角测量仪等表征表面的微观形貌、化学组成以及表面润湿性。研究结果表明,超亲水表面具有优异的亲水性,接触角（CA）为0°,被盐酸刻蚀后表面形成分层微纳结构,沸水浴后在表面生成纳米针状结构,与高表面能共同作用使表面呈现超亲水性;超疏水表面具有超疏水/水下超亲油性,CA可达155°,表面形貌较超亲水表面无明显变化,但沉积的硬脂酸（SA）显着降低了表面的表面能,分层微纳结构与低表面能共同决定了表面呈超疏水性,且具有良好的抗污抗磨损性能;图案化润湿性表面的图案化润湿特性优异,胶带剥离区域CA为144°,亲水区域CA为0°。此外,通过改变胶带宽度和距离,分别制备出图案宽度为2、5、10 mm的图案化润湿性表面。制备出四种润湿性壁面板式微通道:超亲水壁面板式微通道（LPM）、超疏水壁面板式微通道（BPM）、胶带剥离壁面板式微通道（TPM）以及PPM。改变微通道高度、乳状液体积流速,实验研究了通道壁面润湿性及图案形式对其破乳效果的影响。结果表明,PPM型在图案宽度为5 mm时单次破乳率最高可达40%,BPM型为37%,TPM型为20%,LPM型仅有11%;PPM型的破乳率随微通道高度增大而减小,且随乳状液的体积流速增大呈现出先上升后下降的趋势。结合PPM型、BPM型以及LPM型可以发现,当BPM型的一半亲油性壁面转换为亲水性壁面（即PPM）时,破乳率不降反升,这表明PWS对微通道破乳过程有显着的强化作用。为了深入探究微通道的破乳机理,采用有限元软件COMSOL对微流体流动进行数值模拟。基于水平集法研究了油滴在PWS上的流动及聚并脱附过程,结果表明,油滴流经图案化润湿性微通道壁面时,会对微流体场产生扰动,增大油滴粒径会强化扰动作用,当油滴流经亲油性图案壁面时会先后形成“一逆一顺”两个涡流,涡流会带动微流体场中未粘附在壁面上的油滴迁移碰撞,从而强化微通道的破乳过程。研究了螺旋结构微通道中Dean涡流在破乳过程中的作用,结果表面,乳状液的破乳率会受到微通道剪切速率、Dean涡流个数和强度的影响。Dean涡流的个数和强度均随流速增加而增加,剪切速率增大最终导致毛细管数Ca大于临界毛细管数Cacri,此时剪切破碎作用将强于剪切聚并作用,导致破乳率出现拐点。本研究设计实现了PPM,通过实验和数值模拟探究了该微通道对O/W型乳状液破乳过程的强化作用及机理,提升了微通道的单次破乳率并提出了图案化结构的破乳机理,为微通道破乳技术的进一步推广应用提供了实验和理论依据。
姚晓雪[4]（2020）在《基于微流控乳液模板法的生物医学材料制备及应用研究》文中研究说明液滴微流控技术可以精确地控制多种微尺度流体的流动,并以高通量的方式生成结构和成分可调的单分散微液滴。这些液滴作为模板可以制造出各种各样的微球或自组装材料。适当的原材料和制造方法相结合,赋予这些材料多样化的功能。此外,液滴微流控技术还可以封装药物,蛋白质甚至是细胞,使制备的材料在药物输送,疾病诊断甚至是疾病治疗等生物医学应用领域发挥重要作用。在此,本论文基于液滴微流控技术,以抗菌性沸石咪唑酯骨架（ZIF-8）纳米颗粒稳定的皮克林乳液为模板,设计出一款仿生跳虫表面的微纳结构水凝胶薄膜。基于其良好的防污性和抑菌性,论文研究了该薄膜作为生物医学材料在伤口愈合方面的治疗效果。论文内容主要包括以下三个方面:（1）本课题通过搭建同轴型毛细管微流控平台以及调整纳米胶体颗粒和溶液参数,分析了胶体颗粒吸附动力学对皮克林乳液模板稳定性的影响。结果表明,胶体颗粒在液滴界面的吸附过程是由扩散所主导,仅需7.4%的胶体颗粒覆盖率就可以稳定皮克林乳液。说明根据已证明的扩散模型我们可以计算出其他胶体颗粒稳定乳液所需要的参数并指导皮克林乳液型产品的设计。（2）基于以上皮克林乳液稳定机理的研究,本课题首次提出使用ZIF-8颗粒稳定二甲基硅油/聚乙烯醇（PVA）乳液作为模板制备具有微纳结构的材料。实验首先使用改进的液滴微流控平台生产出尺寸均一的ZIF-8型皮克林乳液。然后,通过乳液蒸发,液滴自组装,模板去除和交联固化等步骤制备出具有有序多孔结构的ZIF-8@PVA水凝胶薄膜。整齐排列的微腔结构和镶嵌于其上的ZIF-8纳米颗粒模仿了跳虫表面的微纳分层结构,使各类液滴在薄膜表面的接触角大于90°,证明该ZIF-8@PVA水凝胶薄膜具有液体全憎性,为设计具有防污功能的生物医学材料提供了新的思路。（3）最后,本课题探究了ZIF-8@PVA水凝胶薄膜在生物医学材料方面的应用潜力。良好的液体全疏性使薄膜表面不易被细菌定殖,同时薄膜多孔结构中适量包载的ZIF-8颗粒能够缓慢释放Zn2+破坏细菌细胞壁,使薄膜的抑菌率高达99.3%。基于其良好的抗细菌黏附和抑菌效果,实验测试了该薄膜作为伤口敷料的治疗效果。证明该材料不但具有良好的细胞生物相容性,还能有效地减轻伤口组织炎症,促进新生肉芽组织增长,新生血管再生和胶原蛋白沉积,极大地提高了伤口愈合速率。
李南[5]（2019）在《自组装肽功能化微纳米材料的制备及在分离富集中的应用》文中认为蛋白质非特异吸附是一种广泛存在的自然现象,常发生于各种生化工程材料及纳米材料表界面,近年来在免疫传感、电泳分离、样品富集分析、医用组织材料和防污工程材料等研究领域倍受关注。特别是当进行复杂生物样品（如血液、组织液、细胞外液等体液）分析时,人们对蛋白质非特异吸附的考察与探究显得尤为重要,主要原因在于蛋白质分子在界面的非特异作用可能会导致装置功能失效、分析物大量损失、检测信号不准确等。尽管人们对于蛋白质在界面非特异吸附方面的研究较为广泛,但多数研究对于蛋白质在基质表面吸附的认识依然只停留在定性研究或宏观现象的探究方面,然而在分子水平上对于蛋白质在材料表界面吸附机理的理解仍然存在诸多争议。但是对于蛋白质分子在界面的吸附机理的考察不仅能促进人们对吸附机理的理解,也能为解决材料界面非特异吸附奠定基础,并且在寻找和开发各种生物防污材料方面,以及促进不同基质领域的相互合作方面也起到了关键作用。鉴于此,本论文在分子水平上,以生化材料（包括微流控芯片材料、生物常用材料、磁性微纳米材料）作为基质表界面,对于多肽和蛋白质在基质表界面的自发吸附即自组装吸附进行了系统地探究,并结合基质材料本身在分离和富集研究领域的优势,初步建立了一种基于富含碱性氨基酸的自组装肽功能化各种生化材质用于复杂生物样品分离和富集分析的方法。全文主要包括以下章节内容:第1章绪论首先概述了多肽自组装的应用,其次介绍了研究中使用到的微流控芯片材料和磁性微纳米粒子及其功能化与应用研究,最后阐明本论文的研究内容及目的。第2章蛋白质/多肽在固体表面吸附机制研究我们之前的研究结果已经初步证明了离子互补型肽 EAR16-Ⅱ[（Ala-Glu-Ala-Glu-Ala-Arg-Ala-Arg）2]在亲疏水聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面均能形成完整的以β-折叠为主的两亲性自组装涂层,该涂层具有良好的生物兼容性和抗蛋白质吸附性能。并得出初步结论,即多肽序列中的碱性氨基酸侧链ε-氨基（ε-NH2）与基质表面负电荷之间的离子型氢键对于多肽在亲疏水PDMS表面的强吸附起到关键的作用。那么为了验证这一假设,本实验中我们设计合成了离子互补型肽 EAK16-Ⅱ[（Ala-Glu-Ala-Glu-Ala-Lys-Ala-Lys）2]及其季铵化衍生物QEAK16-Ⅱ[（Ala-Glu-Ala-Glu-Ala-LysMe3-Ala-LysMe3）2],在生理 pH 条件下,系统地研究了其在微流控常用基质聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）表面的自组装行为。结合原子力显微镜（AFM）,水接触角（WCA）,X射线光电子能谱（XPS）,衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）等表征技术、抗蛋白吸附实验以及血液相容性实验等进行验证。第3章基于自组装肽的微芯片和生物材料表面普适功能化研究在上述工作的基础上,为了更进一步了解分子水平上多肽和蛋白质在界面的自发吸附机理,为各种基体表面提供一种简单普适低成本并且绿色环保的功能化方法,本章中我们设计了三条序列中疏水氨基酸（丙氨酸,A）和亲水氨基酸（赖氨酸,K）交替排列的小分子肽,即（Ala-Lys-Ala-Lys,AK-Ⅳ）,（Ala-Lys-Ala-Lys-Ala-Lys,AK-Ⅵ）,和（Ala-Lys-Ala-Lys-Ala-Lys-Ala-Lys,AK-Ⅷ）,以微流控常用材料PDMS和生化常用材料聚苯乙烯（PS）为基质模型,在生理pH条件下,利用小分子肽对PDMS和PS表面进行自组装吸附。考察了基体表面小分子肽的抗蛋白非特异吸附性能和生物兼容性。此外,我们还比较了 BSA和AK-Ⅷ作为封闭试剂,在癌胚抗原（CEA）酶联免疫吸附实验（ELISA）中对抗原和检测抗体的非特异性吸附的抑制效果。实验结果表明,AK-Ⅷ表现出比BSA更好的封闭效果,不仅减少了抗原和检测抗体的非特异性吸附,而且在CEA测定中提供更低的背景噪声、更低的检测限和更宽的线性范围。该研究为解决基于PDMS的工程材料和PS的生物材料的非特异性蛋白质吸附问题奠定了基础,为开发各种防污材料提供了一种新颖且普适的方法。第4章基于自组装肽的C18功能化磁性氧化石墨烯的制备及在多肽分离富集中的应用人血清中多肽有和疾病相关的标志物,因此对于血清中多肽的分离富集具有重要的意义。本实验我们设计合成了氮端含有C18烷烃链的自组装肽（C18-VKVKVK,C18VK-Ⅵ）,探究了其在磁性氧化石墨烯（Fe3O4@GO）表面的自组装行为,并利用C18链与多肽之间的相互作用,对肌红蛋白酶解液和人血清中的痕量多肽进行高效的分离富集。第5章基于自组装肽功能化磁性碳基材料固定Fe3+及在磷酸化肽分离富集中的应用基于已报道的工作,本章我们利用一步自组装法将亲疏水性残基交替排列的自组装肽（EPAKAKAK,EPAK-Ⅵ）修饰在不同形貌磁性碳材料表面,用于固定Fe3+并选择性富集磷酸化肽。鉴于前面工作对蛋白质吸附机理的证明,设计该序列的意图为:期望以AK-Ⅵ肽链分子作为锚,利用K的侧链ε-NH2基团与磁性碳基材料表面负电荷形成稳定的离子型氢键,因而在表面形成稳定的吸附涂层,为了实现Fe3+固定,我们在AK-Ⅵ链氮端设计了酸性氨基酸谷氨酸（E）和疏水氨基酸脯氨酸（P）,其中P的作用是控制多肽氮端空间构型,使得谷氨酸在转角处呈现立体结构,并作为Fe3+的连接臂,通过简单的自组装功能化法,将EPAK-Ⅵ自组装于Fe3O4@GO和Fe3O4@C材料表面,一方面提高材料对Fe3+的亲和性,另一方面利用自组装肽的抗非特异吸附性能,选择性地富集磷酸化肽段。实验结果表明该方法可以高效高选择性富集标准蛋白质和实际样品中的磷酸化肽段。第6章基于自组装肽的巯基功能化磁性碳纳米粒子的制备及在Cu（Ⅱ）分离富集中的应用多肽是一种具有特殊结构和多功能基团（如氨基,硫醇,羟基和羧基）的一类生物分子,已广泛应用于生物传感、药物载体、催化剂以及吸附剂等各种材料的功能性涂层。基于上述工作对多肽在表面自发吸附机理的验证,本实验中我们设计了富含-SH肽Cys-Lys-Cys-Lys-Cys-Lys（CK-Ⅵ）,并通过自组装法将其修饰到Fe3O4@C纳米粒子表面,如果上述结论成立,那么该肽链分子CK-Ⅵ中ε-NH2基团与Fe3O4@C纳米粒子表面的负电荷之间将会形成稳定的离子型氢键,而-SH裸露于磁性纳米粒子表面,这样便为Cu（Ⅱ）离子的高效螯合提供有利的作用位点。实验采用原子吸收光谱（AAS）测量吸附前后溶液中剩余Cu（Ⅱ）离子浓度进行定量分析,对各种实验条件如溶液pH,吸附和洗脱时间,洗脱溶剂和吸附容量等进行优化,并用于实际样品自来水和湖水中的Cu（Ⅱ）离子的富集。第7章结论总结全文,提出问题。
赵筱倩[6]（2019）在《硅纳米传感器的改进及肿瘤标志物、预后相关蛋白的检测应用》文中提出恶性肿瘤严重影响着人类的健康,肿瘤的发病率也呈现逐年上升的趋势,肿瘤的早期诊断和治疗在很大程度上决定了肿瘤的预后。现有的肿瘤筛查及检查方法中,肿瘤标志物蛋白检测仍不失为一种方便快捷的检查手段。然而目前的检测方法存在步骤复杂、灵敏度不高和放射性污染风险等问题。随着纳米科学和纳米技术的快速发展,促进了生物医学技术的发展。在各种纳米材料结构中,纳米线是高度功能性的结构,由于它们的一维性而使其具备了独特的性能,因此基于纳米线的传感器具有体积小、实时响应、灵敏度高、特异性强、便携等优点,对于肿瘤标志物等分子的快速、高灵敏度检测具有重要的意义。本文围绕硅纳米线场效应晶体管（Silicon Nanowires filed effect transistor,Si NWs-FET）生物传感器的制备、器件电力性能的改进、器件表面生物功能化的改进、以及实现在人血清中对肿瘤标志物的检测展开研究,开发一种新型的高度灵敏、高特异性、性能稳定、可重复使用的纳米级生物传感器,在血清中实现肿瘤标志物可重复、高灵敏度、高特异性的快速检测,并尝试性地使用器件检测了乳腺癌的预后判断相关蛋白。（1）硅纳米线场效应晶体管生物传感器应用于肿瘤标志物的检测本研究采用“自上而下”的方法制备了一种Si NWs-FET生物传感器。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（3-aminopropyl-triethoxysilane,APTES）修饰天然氧化物层,然后通过戊二醛（Glu）共价修饰的方法将肿瘤标志物单克隆抗体固定在硅纳米线表面,最后将其与聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）微流道封接在一起。将不同浓度的肿瘤标志物标准品溶液经过微流道泵入传感区域。最终,我们观察到了肿瘤标志物与硅纳米线生物传感器表面的抗体相结合而引起的电流变化的曲线。结果证实本研究研发的Si NWs-FET生物传感器可以用于检测低浓度的肿瘤标志物。（2）硅纳米线生物传感器的改进本研究在前期Si NWs-FET生物传感器的基础上额外增加了一个顶层栅压,制备了双栅Si NWs-FET生物传感器,在检测肿瘤标志物标准品时,与单栅模式的传感器相比,双栅Si NWs-FET具有更好的调控能力及稳定性。限于血清中德拜屏蔽效应的影响,目前硅纳米线生物传感器难以实现血清中靶蛋白的实时检测。降低血清盐离子浓度可有效降低德拜屏蔽效应的检测干扰。本研究首次采用自制的透析器对原始血清进行去盐处理。结果发现经过透析去盐处理的血清能够使生物传感器的电流发生变化,而未经任何处理的原始血清并未引起生物传感器的响应,并且肿瘤标志物浓度越高,电流的增大越明显。结果证明了这种结合透析系统的双栅调控的硅纳米线生物传感器,成功地克服德拜屏蔽效应带来的影响,实现了原始血清的肿瘤标志物检测。由于抗原和抗体之间的强亲和力,难以在检测结束时从器件表面去除抗原-抗体复合物,这表明我们之前制备的生物传感器仅可用于单次测量。因此本研究制备了MPTMS/Si NWs-FET传感器,通过可逆性的二硫键功能,去除抗体-靶分子复合体,以达到重复使用的目的。结果发现,清洗过的MPTMS/Si NWs-FET,电流出现了明显的下降,再次检测CEA标准品,电流又再次出现了明显的上升。这证明了这种器件表面可逆性二硫键的修饰,可以实现可重复检测的目的。（3）目前研究表明肿瘤血行转移可能与肿瘤细胞上皮间质转化过程相关,而本研究探索性地使用改进的生物传感器进行体外乳腺癌细胞间质化标志物N-钙粘蛋白的检测,目前进一步的实验正有序开展,期待N-钙粘蛋白等间质化标志物能成为识别循环肿瘤细胞的特异标志物,以实现使用本研究自主研发的新型生物传感器成功地进行循环肿瘤细胞的检测。经过器件制作及修饰方法的改进,Si NWs-FET传感器的稳定性、灵敏度、可控性及可重复性得到了进一步地提升,并成功的突破检测瓶颈,使用创新性的透析器实现了血清中肿瘤标志物蛋白的实时检测。
李陈[7]（2019）在《基于适配体的微悬臂阵列传感器在生物化学检测中的应用》文中进行了进一步梳理基于适配体的微悬臂阵列传感器是将适配体以自组装单分子层（SAM）的方式修饰到悬臂梁表面作为传感识别单元,当目标分子存在时与适配体相互作用,导致悬臂表面应力变化引起悬臂偏转（或振动频率变化）,利用悬臂偏转（或振动频率变化）与目标分子浓度之间的关系构建的检测方法。这种方法能够将悬臂表面化学反应的信息转化为悬臂的机械运动,具有操作简单、检测灵敏、无标记等优点。本论文基于这种传感器的悬臂偏转模式主要进行了以下内容的研究:1.利用黏蛋白1（MUC1）和适配体相互作用诱导微悬臂梁表面应力发生变化的原理成功地构建了检测上皮肿瘤标志物MUC1新方法,方法简单,无需标记,并具有具有良好的灵敏度和选择性,线性范围在5到500 nmol/L,最低检测限为0.9 nmol/L（信噪比为3）;同时根据微悬臂梁传感器的动态偏转信号,提出了 MUC1与适配体结合的动态过程模型;以MUC1作为乳腺癌细胞MCF-7的肿瘤标志物,直接识别检测人乳腺癌细胞MCF-7,检测限为213 cells/mL;为癌症的早期诊断和生物分析提供了参考。2.利用金纳米粒子（Au NP）-DNA复合物作为信号放大策略,以基于适配体的微悬臂梁阵列为检测平台,构建了检测多巴胺的新方法。将Au NP-DNA复合物与修饰到微悬臂的适配体结合,当多巴胺存在时,适配体捕获多巴胺并释放Au NP-DNA复合物,导致悬臂偏转,检测线性范围为0.5至4μmol/L,在信噪比为3时最低检测限为77.3 nmol/L;通过Au NP-DNA复合物的引入实现了对检测信号的放大作用,与仅由适配体功能化的微悬臂传感器相比,检测多巴胺的能力提高了约15倍;这种将Au NP-DNA复合物引入纳米机械换能器的方法可进一步扩展到对各种低分子量样品的检测中,为使用纳米粒子作为信号放大策略检测其他分子提供了借鉴。3.利用微悬臂多阵列和适配体、抗体对靶标具有不同的结合位点的特性,结合毛细管独立修饰技术,构建适配体-分析物-抗体的夹心结构同时检测了两种生物标志物甲胎蛋白（CEA）和癌胚抗原（AFP）,检测限分别为1.3 ng/mL和0.6 ng/mL,与未使用三明治结构的传感器相比检测信号分别提高了 7倍和12倍;在本工作中采用的实时监测悬臂轮廓的读出技术,与传统的光束偏转技术相比,这种技术提供的是悬臂轮廓的绝对值,并在较短的时间内实现快速检测。这种微悬臂梁阵列传感系统在检测双组份的同时也增强了检测的灵敏度,为实现生化多组分的同时检测提供了参考。
梁超[8]（2019）在《POCT聚合物微流控芯片的设计及制作方法研究》文中提出POCT（Point-of-Care Testing）又称为即时检测或者现场检测,能够使非专业人员在现场得到准确、快速的检测结果,在重大疾病早期诊断、个性化医疗、环境监测与保护及卫生检疫等领域有着广泛应用。POCT的核心是根据不同的检测需求设计制作便携式、低成本、高度集成和自动化的检测器件。微流控芯片由于其具有的微型化、集成化和便携化等优点,是目前最有希望实现POCT的载体。聚合物是制作微流控芯片的重要材料之一,聚合物材料具有加工成型相对容易,生物相容性好的优势,可以实现POCT微流控芯片的批量化制作,对于POCT微流控芯片从实验室走向产业化的发展具有重要意义。然而,目前POCT聚合物微流控芯片的设计与制作中仍存在一些问题,如:（1）微流体操控单元结构复杂、微流体流动均一性差且设计中缺乏理论模型;（2）芯片的制作精度及效率低,严重影响了微流体流动的稳定性及芯片的使用性能;（3）多功能单元集成式微流控芯片中,无法实现多功能单元间微流体流动的连续差异化自主控制;（4）POCT光学检测系统集成度低,光学元件间对准耦合过程复杂。针对以上问题本文开展了如下研究:（1）针对微流体操控单元的设计缺乏理论模型的问题,基于表面自由能理论提出了微流体流动状态自调整的毛细屏障模型,建立了微流体在毛细屏障上发生停滞的条件判别式;研究了微流体自驱动机理及矩形截面微通道内微流体自驱动流速的影响因素。基于毛细屏障模型,设计了波浪形缓冲单元及梳齿形时间控制单元,解决了微流体流动不均一及流动时间难以精确控制的问题。通过有限元数值计算方法,研究了两种功能单元的尺寸参数对微流体操控性能的影响,为POCT微流控芯片的设计提供了依据。将波浪形缓冲单元、进样单元、梳齿形时间控制单元、检测单元及废液收集单元进行集成,设计了一种多功能集成式POCT微流控芯片。（2）为了解决POCT聚合物微流控芯片键合过程中存在的键合精度及效率低的问题,提出了一种激光重铸物超声键合（LBUB）方法,该方法包括“印记重合”对准工艺、最优重铸物尺寸及布置方式等一系列重铸物集成制作技术。基于理论分析、有限元数值计算方法及相关实验,揭示了重铸物的生成机理及激光参数与重铸物尺寸的关系。利用热压复制成型的基片进行了重铸物超声键合实验,对超声键合参数进行了优化。重铸物超声键合时,熔融的重铸物能够导入激光加工槽中,解决了传统超声键合中熔融导能筋残留在键合界面造成液体泄漏的问题,提高了键合精度。研究结果表明,LBUB方法具有键合精度高（通道变形量约为0.5μm,占通道尺寸约0.6%）、键合效率高（键合时间约10s）、键合强度高（键合强度约为1.92MPa）的优势。（3）为了满足多功能集成式POCT微流控芯片对微流体流速差异化自主控制及抗体区域选择化固着的需求,提出了紫外强度区域选择化调控（CGUI）方法。该方法在UV/03改性的基础上,利用溅射有不同厚度Cu膜的石英片来控制UV辐射能量,石英片的大小及排列可以根据改性区域的面积及位置进行调节,实现了区域选择化改性的目的。制作了专用的改性装置,研究了 Cu膜厚度与UV辐射能量的关系,研究了使用不同Cu膜厚度石英片时聚合物表面接触角的大小及时效性。应用CGUI方法进行了微流体流速测试及抗体固着强度实验。研究结果表明:利用CGUI方法处理5min后,在PMMA材料表面生成接触角从45.5°到77.4°变化的区域,实现了不同区域内的微流体流速差异化自主控制;抗体固着强度与材料表面浸润性呈反比关系,完成了抗体的区域选择化固着。（4）针对现有POCT检测系统光学元件集成度低,系统整体操作不便的问题,研制了基于集成式自对准（SOF）透镜的智能手机免疫荧光检测系统。利用激光一次性加工出SOF透镜及微通道,实现了光学元器件与微流控芯片的集成且避免了光学器件间的对准耦合过程。建立了单/复合SOF透镜的几何光学模型,在该模型基础上系统研究了 SOF透镜的几何尺寸及材料属性对其光学性能的影响,显着提高了激发光源利用效率进而增强了荧光信号强度。以该透镜为基础,设计制作了便携式检测装置,开发了手机检测专用App。利用该检测系统（约手掌大小:长×宽×高=105mm×85mm×40mm）,仅通过触摸手机上的几个功能按钮,便可完成荧光图片采集,荧光强度分析及检测结果存储查询等功能。研究结果表明:提出的SOF透镜能够使荧光强度增强约4倍,测得FITC荧光溶液最低检出限为0.06pg/ml,cTnI抗原在PBS缓冲液中的最低检出限为83pg/ml,在人体血清中的最低检出限为97pg/ml,满足临床诊断心肌损伤的需求（cTnI浓度为10～100pg/ml）。
焦龙[9]（2019）在《光热效应致液滴相变过程中的热质传递特性及界面行为》文中提出开放式液滴微流控技术（Open Droplet Microfluidics）是指通过在开放式表面上操控具有微小体积的离散态液滴,将传统实验室中需要多种仪器联合实现的样品处理、反应及检测等功能集成到一块数平方厘米尺寸的开放式芯片上。开放式液滴微流控技术不仅具有传统微流控技术的优点,如试剂量小、操控精确、比表面积大、高度集成化等,同时还具有便于线上分析、兼容性好、避免交叉污染等独特优点,在生物医学、精细化工、材料学和检测学等领域展现出巨大的应用前景和发展潜力。近年来,将光学技术与开放式液滴微流控技术相结合产生了一种新的液滴操控技术-光操控液滴技术。在各种光与流体的作用方式中,光热效应由于其响应迅速、操作简易、时空分辨率高等优点,可以实现对液滴温度场、相变速率及内部流动等的精确操控。目前针对开放式表面上光热效应致液滴相变过程的研究十分有限,对其中复杂物理过程及界面行为的机理及规律的认识较为缺乏。因此,本文围绕多种润湿性表面上光热效应致液滴相变及多相流动过程开展系统研究工作,揭示光热效应致液滴相变过程中的热质传递及界面演化特性,为新型光控液滴式分析检测芯片的设计及性能优化提供理论基础。光热效应致液滴相变及多相流动是一个涉及光热能量转化、非均匀温度场及相变、Marangoni流动、近界面区气相流动、热质传递和界面行为等的复杂物理过程。本文首先针对疏水和超疏水基底上聚焦激光局部热源作用下液滴相变开展研究工作,获得了液滴在局部热源下的非均匀温度场及相变速率等,并研究了激光功率、液滴体积、基底微结构等对液滴相变特性的影响规律;其次,针对亲水基底上光热效应致液滴相变过程,研究了亲水基底上液滴的蒸发模式,并发现了在亲水态液滴界面上方聚焦激光位置附近会形成fL-pL级悬浮液滴;进一步研究了基底润湿性对近界面区气相流场的影响规律,揭示了悬浮液滴的生成条件、维持条件,并研究了悬浮液滴在光热效应致气相流场中的运动特性;针对液滴内部流动过程,研究了光热效应致非均匀温度场诱导的Marangoni流动,探讨了激光功率、粒子浓度及尺寸、基底润湿性等对含粒子液滴流动特性及粒子沉积特性的影响规律,分析了光诱导Marangoni流动对“咖啡环效应”的抑制作用;利用光热效应致液滴相变及界面收缩实现了液滴内化学物质的浓缩分离,研究了激光功率、液滴体积、工质类型、离子浓度等对相变、分离形式及分离速率等的影响规律;最后,基于不同润湿条件下光热效应致液滴的相变特性,设计了一种光控液滴式分析检测芯片,实现了液滴阵列的定向迁移、聚合、混合强化及筛选等功能,同时研究了运行工况如激光功率、激光位置、液滴体积、基底局部润湿性等对液滴式分析检测芯片性能的影响规律。本文获得的主要结论如下:1.实验研究了疏水/超疏水基底上光热效应致液滴相变特性,发现了局部热源诱导的非均匀温度场使得大量冷凝微液滴生成在主液滴三相接触线附近,并通过冷凝液滴与主液滴的聚合影响主液滴的界面行为。在疏水基底上,光能由于光热效应快速转化为液滴热能并使得液滴快速升温及相变;初始阶段,冷凝液滴与主液滴聚合使主液滴三相接触线短暂扩展,随后主液滴在激光持续加热过程中保持恒定接触角蒸发模式直至液滴消失;通过调节激光功率可以实现液滴界面蒸发速率的精确控制;在超疏水基底上,超疏水表面微结构捕获过热蒸汽形成冷凝液滴,冷凝液滴与主液滴的聚合使得主液滴发生Cassie-to-Wenzel润湿状态转变;结果表明液滴无量纲扩展系数取决于润湿状态转变程度,较高激光功率及较小液滴体积下液滴润湿转变速率较快。2.实验研究了亲水基底上光热效应致液滴相变特性,发现亲水基底上主液滴短暂扩展后保持恒定接触线蒸发模式直至液滴消失,在亲水态液滴界面上方聚焦激光位置附近会形成fL-pL级悬浮液滴。较高的激光功率及亲水界面形态是形成悬浮液滴的关键因素,但已生成的悬浮液滴可以在较低激光功率及疏水界面形态下稳定维持;利用“光致气相捕获陷阱”对悬浮液滴的束缚作用,可以实现“迷宫型”气液界面上光对悬浮液滴非直线变速运动及启停转换的高精度操控,悬浮液滴临界速度可达到其半径的100倍以上。3.研究了聚焦激光局部光热效应诱导的液滴内部流动及粒子运动特性,发现由于局部热源效应导致的非均匀温度场在液滴内部形成剧烈的Marangoni流动。由于液滴界面温度场呈现出激光加热位置温度较高,沿界面向三相接触线逐渐降低的特点,Marangoni流动方向在液滴界面上由激光加热位置流向液滴边缘,而在液滴内部由液滴边缘流向液滴底部中心随后流向液滴界面上激光加热位置处。在疏水基底上,光诱导Marangoni流动与液滴界面收缩的综合作用使得液滴内部粒子最终富集致聚焦加热位置,形成不同于“咖啡环效应”的粒子富集点;在亲水基底上,在激光加热位置附近形成的裹挟粒子的Marangoni涡在光致液滴蒸发后期逐渐解体,形成包含中心富集点、边缘富集环和定向局部富集区的沉积图案。4.研究了光热效应致疏水基底上多组份盐溶液（NaCl）液滴相变特性,结果表明光热效应致疏水基底上的多组分液滴相变及其三相接触线的持续回缩过程可以实现光控定点浓缩分离。由于光热效应致多组份盐溶液液滴内溶剂质量的损失,NaCl溶质的浓度持续升高并最终饱和结晶分离;同时由于液滴气液界面的包裹作用,晶态NaCl向聚焦激光位置聚集。通过调控激光功率可以实现对微量NaCl溶质（3.4 mmol/L）的快速分离,对比液滴自然蒸发,光控浓缩分离的效率可以提高30倍以上;利用溶质分离速率差值可以获得初始溶质浓度。5.设计了一种基于光诱导Cassie-to-Wenzel润湿状态转变及光诱导Marangoni流动的光控液滴式分析检测芯片,实现了开放式表面上液滴的定向迁移、聚合及筛选。通过局部热源产生的非对称温度场及非对称相变-凝结,实现了亲水陷阱上的液滴的聚并及混合强化;通过控制激光功率及光斑位置、亲水陷阱间距等实现了对多液滴阵列定时序列化聚合的精确控制;利用显色反应实现了液滴内部亚铁离子(Fe2+)浓度的快速高效检测,检测范围为84.0μmol/L-28.8 mmol/L。
陈艳霞[10]（2019）在《仿生超浸润界面的构筑及其在生物传感中的应用》文中进行了进一步梳理生物传感技术作为一种先进的分析检测手段,在疾病预防和临床诊断等领域具有广阔的应用前景。近年来,生物传感器的研究取得了很大进展。但是,对于大多数低浓度、小体积的疾病样本中生物标志物的精准灵敏检测仍然是传感领域面临的挑战之一。此外,生物传感器存在的分析样点均质性和稳定性差,样本扩散损失、交叉污染,样本微液滴输运能耗等普遍问题也制约着生物传感技术的发展。高性能传感界面的开发和构建是生物传感技术得以改进和发展的关键。基于以上背景,从自然界获取灵感,本论文通过纳米材料的构筑和表面浸润性的调控,仿生制备多功能的超浸润界面材料,并且从理论出发,分析了仿生超浸润界面的基本科学问题及其特殊性能;探究其作为生物传感芯片的可行性及其在临床诊断中的实用性。主要工作重点从材料制备、性能研究、理论分析和应用探究等方面展开,具体内容如下:（1）针对传统生物传感界面上分析样点均质性差的问题,如咖啡环现象等,我们受自然界沙漠甲虫背部结构的启示,制备了纳米二氧化硅（SiO2）超浸润微阵列芯片。首次研究了二元超浸润性界面上影响检测样点形貌的因素和内在机制。液滴在微阵列上通过限域蒸发加强Marangoni效应和三维纳米基底滞留层作用,共同促进了分析物的均匀沉积,提高了检测的可靠性,实现了游离前列腺癌特异性抗原（f-PSA）的灵敏检测和临床样本的准确分析。有望与商用点样仪联用,实现精准的多组分检测和高通量分析。（2）针对传统的荧光分子聚集到微小区域时会产生荧光淬灭的问题,即聚集诱导淬灭（ACQ）现象,我们引入了聚集诱导发光（AIE）分子,首次提出了超浸润传感界面与AIE体系的联用。基于超浸润微芯片的蒸发富集效应和AIE探针的聚集诱导发光效应,二者协同,实现了荧光增强的生物传感,提高了检测信号的稳定性,并用于肿瘤标志物miR-141及其血清样本的准确检测。本工作提出的AIE超浸润微芯片为新型生物传感体系的设计提供了思路,在环境监测、食品安全、临床诊断等基于荧光分析的研究领域中有巨大的应用前景。（3）针对传统微流控芯片液滴输运的能耗问题,我们受仙人掌刺定向集水行为的启示,将表面超浸润性与几何不对称性相结合,制备了超浸润不对称微流控（SAM）芯片。SAM芯片能够自发定向地输送微液滴,而无需任何外部能量输入,甚至可以克服重力定向输运微液滴。SAM芯片形状梯度引起的拉普拉斯压差梯度是驱动液滴定向运动主要内在因素。同理制备的多通道SAM芯片实现了前列腺癌特异性抗原（PSA）的并行检测,可满足临床检测的范围,实现前列腺癌患者的临床血清样本的准确检测。这项工作揭示了无动力液体定向输运的机制,为微流控装置的设计提供了新的见解和简单的方法,对多组分检测和临床诊断具有巨大的应用价值。
二、Patterning proteins on surfaces by micro-channels（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Patterning proteins on surfaces by micro-channels（论文提纲范文）
（1）微结构表面对运动微生物附着影响机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 海洋生物污损形成过程 |
| 1.3 海洋生物污损防除技术 |
| 1.3.1 化学防污法 |
| 1.3.2 生物防污法 |
| 1.3.3 物理防污法 |
| 1.4 国内外微结构表面防污研究现状 |
| 1.4.1 微结构表面防污机理研究 |
| 1.4.2 微结构表面防污实验研究 |
| 1.4.3 微结构表面防污数值模拟 |
| 1.5 存在的问题及研究方向 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 微结构参数及流动特性对生物附着影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 物理模型及参数设置 |
| 2.3 控制方程与计算方法 |
| 2.4 网格划分及无关性检验 |
| 2.5 微结构及流动特性对附着影响研究 |
| 2.5.1 流体变形速率对附着影响 |
| 2.5.2 结构参数对附着影响 |
| 2.5.3 入口流速的影响 |
| 2.5.4 微生物运动方向对附着影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 不同形貌微结构表面对微生物附着影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型及参数设置 |
| 3.3 控制方程和计算方法 |
| 3.4 网格划分和无关性检验 |
| 3.5 微生物顺流向运动时微结构对附着影响 |
| 3.5.1 顺流向运动时流体运动学特征 |
| 3.5.2 壁面剪切应力变化情况 |
| 3.6 微生物运动方向与流体呈45°夹角时对附着影响 |
| 3.6.1 变形速率变化情况 |
| 3.6.2 流速变化情况 |
| 3.6.3 剪切应力变化情况 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 微结构表面防污性能的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料的加工制备 |
| 4.2.1 材料选择与加工工艺 |
| 4.2.2 实验表面形貌结构的选取 |
| 4.2.3 实验表面检测 |
| 4.2.4 实验藻种的培养 |
| 4.3 沉浸实验方案 |
| 4.4 沉浸实验结果 |
| 4.4.1 微生物附着情况 |
| 4.4.2 图像分析方法及防污率计算 |
| 4.5 防污实验结果及讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于微结构表面形貌特征的防污模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于表面形貌特征的防污模型设计 |
| 5.2.1 模型参数的选取 |
| 5.2.2 参数的计算 |
| 5.2.3 模型分析 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）基于表面增强拉曼光谱的光流控芯片的研制及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 表面增强拉曼光谱 |
| 1.1.1 拉曼光谱的简介 |
| 1.1.2 表面增强拉曼光谱的发展及原理 |
| 1.1.3 表面等离激元共振的简介 |
| 1.1.4 SERS基底的发展现状 |
| 1.1.5 SERS基底与分析物之间的亲和力 |
| 1.2 光流控 |
| 1.2.1 微流控技术简介 |
| 1.2.2 微流控芯片的材料及制作方法 |
| 1.2.3 基于SERS的光流控芯片 |
| 1.3 本论文的研究目的及研究内容 |
| 第二章 基于SERS的光流控芯片的研制及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料试剂及仪器设备 |
| 2.2.2 SERS基底的制作 |
| 2.2.3 芯片的制作 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 SERS基底的制作与表征 |
| 2.3.2 光流控芯片的设计与制作 |
| 2.3.3 芯片透过率改进 |
| 2.3.4 芯片SERS信号均匀性表征 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于SERS的光流控芯片在福美双检测中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料试剂及仪器设备 |
| 3.2.2 芯片外合成多巴胺膜及合成Ag NPs |
| 3.2.3 芯片内合成聚多巴胺膜及合成Ag NPs |
| 3.2.4 福美双的定量检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 福美双的SERS光谱分析 |
| 3.3.2 Au nanostructure@PDA@Ag基底制备条件的优化 |
| 3.3.3 Au nanostructure@PDA@Ag基底的表征 |
| 3.3.4 福美双的定量检测 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基于SERS的光流控芯片在前列腺特异性抗原检测中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料试剂及仪器设备 |
| 4.2.2 芯片的制作 |
| 4.2.3 SERS探针的制备 |
| 4.2.4 基底表面修饰及PSA的拉曼检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SERS探针的表征 |
| 4.3.2 PSA的定量检测 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）图案化润湿性壁面板式微通道的构建及其破乳性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微通道破乳技术的研究现状 |
| 1.1.1 乳状液 |
| 1.1.2 乳状液破乳技术 |
| 1.1.3 微通道 |
| 1.1.4 微通道破乳技术的研究现状 |
| 1.1.5 微流体数值模拟技术的研究现状 |
| 1.2 润湿性材料 |
| 1.2.1 润湿性材料在油水分离领域研究现状 |
| 1.2.2 PWS的研究进展 |
| 1.3 研究思路及主要内容 |
| 1.3.1 本文拟解决的关键问题及研究思路 |
| 1.3.2 本实验室已有的研究基础 |
| 1.3.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 图案化润湿性表面的构建 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 试剂及仪器 |
| 2.1.2 Al板的表面改性 |
| 2.1.3 表征方法 |
| 2.1.4 表面改性实验步骤 |
| 2.1.5 磨损实验 |
| 2.1.6 润湿性壁面的液下接触角 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 超亲水Al板 |
| 2.2.2 超疏水Al板 |
| 2.2.3 胶带剥离Al板 |
| 2.2.4 图案化润湿性Al板 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 润湿性壁面板式微通道对O/W型乳状液的破乳效果 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 原料及试剂 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.1.3 乳状液制备 |
| 3.1.4 乳状液类型检测 |
| 3.1.5 乳状液稳定性 |
| 3.1.6 乳状液油滴粒径分析 |
| 3.1.7 微通道的结构与组装 |
| 3.1.8 微通道破乳实验装置 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 润湿性壁面的液下接触角 |
| 3.2.2 乳状液稳定性 |
| 3.2.3 板式微通道的破乳效果 |
| 3.2.4 破乳前后乳状液粒径变化 |
| 3.2.5 微通道高度对破乳率的影响 |
| 3.2.6 乳状液流速对破乳率的影响 |
| 3.2.7 微通道壁面润湿性对破乳率的影响 |
| 3.2.8 PPM的破乳作用 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 板式微通道强化破乳作用机理 |
| 4.1 液滴聚并机理 |
| 4.2 润湿性壁面板式微通道 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 PWS对油滴的粘附 |
| 4.2.3 PWS上油滴粒径对聚并过程的影响 |
| 4.2.4 PWS的图案宽度对油滴脱附的影响 |
| 4.3 三维螺旋板式微通道 |
| 4.3.1 计算模型 |
| 4.3.2 壁面剪切力 |
| 4.3.3 Dean二次流 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 本文创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（4）基于微流控乳液模板法的生物医学材料制备及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 液滴微流控技术概述 |
| 1.1.1 微液滴形成原理 |
| 1.1.2 微液滴操纵技术 |
| 1.1.3 液滴微流控平台搭建 |
| 1.1.4 液滴模板类型 |
| 1.2 基于乳液模板法制备生物医学材料及其应用 |
| 1.2.1 乳液模板的稳定性 |
| 1.2.2 乳液模板生物医学材料的制备 |
| 1.2.3 乳液模板生物医学材料的应用 |
| 1.3 本论文主要研究工作 |
| 第2章 胶体颗粒吸附动力学对皮克林乳液液滴稳定性的影响研究 |
| 2.1 序言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料和试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 玻璃毛细管微流控装置的制备 |
| 2.2.4 液滴微流控平台的搭建 |
| 2.2.5 皮克林乳液的制备 |
| 2.2.6 荧光共聚焦显微镜实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 皮克林乳液生成 |
| 2.3.2 颗粒吸附时间和颗粒浓度对皮克林乳液稳定性的影响 |
| 2.3.3 水相盐离子浓度对皮克林乳液稳定性的影响 |
| 2.3.4 纳米颗粒稳定皮克林乳液的机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于微流控液滴模板法制备仿生微纳结构生物医学材料 |
| 3.1 序言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料和试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 ZIF-8纳米颗粒的合成和表征 |
| 3.2.4 两相溶液的配置 |
| 3.2.5 微流控乳液收集 |
| 3.2.6 微纳结构薄膜制备与表征 |
| 3.2.7 微纳结构薄膜表面湿润性表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 ZIF-8纳米颗粒的表征 |
| 3.3.2 微纳结构薄膜的制备结果和形貌表征 |
| 3.3.3 微纳结构薄膜的表面湿润性表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 仿生微纳结构生物医学材料的应用研究 |
| 4.1 序言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料和试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 微纳结构薄膜抗菌性能测试 |
| 4.2.4 微纳结构薄膜中Zn~(2+)体外释放测试 |
| 4.2.5 微纳结构薄膜的体外细胞相容性测试 |
| 4.2.6 微纳结构薄膜的大鼠感染伤口修复模型测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 微纳结构薄膜抗细菌黏附性 |
| 4.3.2 微纳结构薄膜持久抗菌性 |
| 4.3.3 微纳结构薄膜的体外细胞相容性 |
| 4.3.4 微纳结构薄膜的大鼠感染伤口修复模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（5）自组装肽功能化微纳米材料的制备及在分离富集中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要中英文名词及英文缩写 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 多肽自组装 |
| 1.1.1 多肽自组装概述 |
| 1.1.2 多肽自组装应用前景 |
| 1.2 微流控芯片 |
| 1.2.1 微流控芯片概述 |
| 1.2.2 制作材料 |
| 1.2.3 微流控芯片修饰方法 |
| 1.3 磁固相萃取 |
| 1.3.1 磁固相萃取概述 |
| 1.3.2 磁固相萃取材料 |
| 1.3.3 磁固相萃取应用前景 |
| 1.4 本论文研宄内容及目的 |
| 第2章 蛋白质/多肽在固体表面吸附机制研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与仪器 |
| 2.2.2 样品溶液配制 |
| 2.2.3 PMMA表面样品制备 |
| 2.2.4 EAK16-Ⅱ和QEAK16-Ⅱ修饰PMMA表面表征方法 |
| 2.2.5 PMMA芯片电泳分离及抗蛋白吸附表征 |
| 2.3 结果和讨论 |
| 2.3.1 PMMA表面多肽自组装涂层表征 |
| 2.3.2 PMMA通道非特异性蛋白质吸附和血液相容性 |
| 2.3.3 氨基酸电泳分离实验 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 基于自组装肽的微芯片和生物材料表面普适功能化研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与仪器 |
| 3.2.2 溶液配制 |
| 3.2.3 PDMS微芯片的制作 |
| 3.2.4 PDMS和PS表面样品的制备 |
| 3.2.5 PDMS和PS样品表面的表征 |
| 3.2.6 PDMS和PS表面抗蛋白吸附表征 |
| 3.2.7 ELISA中BSA和AK-Ⅷ封闭效果的比较 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PDMS和PS样品表面表征 |
| 3.3.2 PDMS和PS表面抗蛋白吸附及生物相容性表征 |
| 3.3.3 ELISA中BSA和AK-Ⅷ封闭效果比较分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于自组装肽的C_(18)功能化磁性氧化石墨烯的制备及在多肽分离富集中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 氧化石墨烯(GO)的合成 |
| 4.2.3 Fe_3O_4纳米粒子的制备 |
| 4.2.4 Fe_3O_4@GO复合材料的合成 |
| 4.2.5 Fe_3O_4@GO-C_(18)VK-Ⅵ的制备 |
| 4.2.6 材料表征 |
| 4.2.7 材料富集酶解产物中的肽段 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 材料表征分析 |
| 4.3.2 材料富集肌红蛋白酶解产物中多肽的可行性分析 |
| 4.3.3 Fe_3O_4@GO-C_(18)VK-Ⅵ富集肌红蛋白酶解产物中多肽的条件考察 |
| 4.3.4 Fe_3O_4@GO-C_(18)VK-Ⅵ富集人血清酶解产物中的多肽 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于自组装肽功能化磁性碳基材料固定Fe3+及在磷酸化肽分离富集中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂与仪器 |
| 5.2.2 合成不同粒径Fe_3O_4纳米粒子 |
| 5.2.3 Fe_3O_4@GO和Fe_3O_4@C磁性材料的制备 |
| 5.2.4 多肽EPAK-Ⅵ自组装磁性复合材料的制备 |
| 5.2.5 Fe~(3+)固定的自组装肽EPAK-Ⅵ功能化磁性复合材料的制备 |
| 5.2.6 磁性复合材料富集磷酸化肽段 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 磁性复合材料的表征 |
| 5.3.2 材料富集磷酸化肽的可行性分析 |
| 5.3.3 材料富集磷酸化肽的条件考察 |
| 5.3.4 材料富集磷酸化肽的选择性探究 |
| 5.3.5 材料的循环利用 |
| 5.3.6 材料富集人血清中的磷酸化肽 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于自组装肽的巯基功能化磁性碳纳米粒子的制备及在Cu(Ⅱ)分离富集中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 试剂与仪器 |
| 6.2.2 Fe_3O_4纳米粒子的制备 |
| 6.2.3 Fe_3O_4@C纳米粒子的制备 |
| 6.2.4 Fe_3O_4@C-SH复合纳米材料的合成 |
| 6.2.5 吸附实验研究 |
| 6.2.6 误差分析 |
| 6.2.7 解吸与重复实验 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 磁性纳米粒子的表征 |
| 6.3.2 材料吸附Cu(Ⅱ)离子可行性分析 |
| 6.3.3 材料吸附Cu(Ⅱ)条件考察 |
| 6.3.4 吸附等温线模型分析 |
| 6.3.5 吸附动力学模型分析 |
| 6.3.6 温度影响以及吸附热力学模型分析 |
| 6.3.7 吸附剂解吸实验 |
| 6.3.8 竞争离子吸附实验 |
| 6.3.9 吸附剂循环利用 |
| 6.3.10 实际样品分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间科研成果 |
（6）硅纳米传感器的改进及肿瘤标志物、预后相关蛋白的检测应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 前言 |
| 参考文献 |
| 第一章 基于纳米线的单栅场效应晶体管生物传感器实现肿瘤标志物富集与检测 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 工作原理 |
| 1.3 材料和试剂 |
| 1.3.1 主要材料 |
| 1.3.2 主要仪器 |
| 1.4 方法 |
| 1.4.1 制备单栅硅纳米线场效应生物生物传感器芯片 |
| 1.4.2 硅纳米线场效应生物传感器的表面生物功能化 |
| 1.4.3 PDMS 微流体通道的制作(见图 3) |
| 1.4.4 检测 |
| 1.5 结果 |
| 1.5.1 单栅硅纳米线生物传感器形态检测 |
| 1.5.2 单栅硅纳米线生物传感器器件性能检测 |
| 1.5.3 硅纳米线表面功能化修饰结果验证 |
| 1.5.4 肿瘤标志物富集检测结果 |
| 1.6 讨论 |
| 1.7 结论 |
| 第二章 基于硅纳米线的生物传感器的性能及功能改进 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料和试剂 |
| 2.2.1 主要材料 |
| 2.2.2 主要仪器 |
| 2.3 增加顶层栅极提高Si NWs-FET的灵敏度和稳定性 |
| 2.3.1 传感器器件制作步骤 |
| 2.3.2 器件表面功能化 |
| 2.3.3 PDMS 微流道的制作 |
| 2.3.4 传感器与微流道的封接 |
| 2.3.5 结果与讨论 |
| 2.3.6 结论 |
| 2.4 应用透析去盐法克服德拜屏蔽效应实现血清肿瘤标志物的检测 |
| 2.4.1 透析器的制作及连接 |
| 2.4.2 结果与讨论 |
| 2.4.3 结论 |
| 2.5 通过修饰可断裂双硫键实现生物传感器的可重复使用 |
| 2.5.1 表面可逆化修饰步骤 |
| 2.5.2 可重复性功能检测 |
| 2.5.3 结果与讨论 |
| 2.5.4 结论 |
| 第三章 新型基于纳米的生物传感器在乳腺癌诊治及预后判断中的探索性应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料和试剂 |
| 3.2.1 仪器 |
| 3.2.2 主要试剂 |
| 3.3 方法 |
| 3.3.1 细胞培养及蛋白提取 |
| 3.3.2 Western-blot法检测细胞蛋白 |
| 3.3.3 使用双栅透析硅纳米线生物传感器进行蛋白检测 |
| 3.4 结果 |
| 3.5 讨论 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 第五章 综述 纳米线生物电子学的研究进展 |
| 参考文献 |
| 附录 部分英文缩写及全文和中文对照表 |
| 研究成果总结 |
| 致谢 |
（7）基于适配体的微悬臂阵列传感器在生物化学检测中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微悬臂阵列传感器概述 |
| 1.2 微悬臂传感器检测原理 |
| 1.2.1 静态模式 |
| 1.2.2 动态模式 |
| 1.2.3 热模式 |
| 1.3 微悬臂传感器的构成 |
| 1.3.1 微悬臂 |
| 1.3.2 信号检测系统 |
| 1.3.3 辅助系统 |
| 1.4 悬臂表面功能化 |
| 1.4.1 功能化方法 |
| 1.4.2 常用设备 |
| 1.5 微悬臂传感器的应用 |
| 1.5.1 化学传感 |
| 1.5.2 生物传感 |
| 1.5.3 物理性质测量 |
| 1.6 微悬臂传感器的前景与展望 |
| 1.7 本文的选题意义与研究内容 |
| 第二章 适配体微悬臂传感器对黏蛋白1的检测及对人乳腺癌细胞MCF-7的识别 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与仪器 |
| 2.2.2 细胞培养 |
| 2.2.3 微悬臂的功能化 |
| 2.2.4 微悬臂适配体传感器的偏转检测 |
| 2.2.5 原子力显微镜实验 |
| 2.2.6 共聚焦荧光成像 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 悬臂表面修饰的表征 |
| 2.3.2 检测MUC1 |
| 2.3.3 微悬臂传感器的分析性能 |
| 2.3.4 识别人的乳腺癌细胞MCF-7 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于金纳米粒子-DNA复合物的适配体微悬臂阵列传感器放大检测多巴胺 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与仪器 |
| 3.2.2 Au NP-DNA复合物的合成 |
| 3.2.3 微悬臂阵列的功能化 |
| 3.2.4 微悬臂阵列的偏转检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 微悬臂阵列传感器的检测原理与表征 |
| 3.3.2 微悬臂阵列传感器构建的可行性 |
| 3.3.3 微悬臂阵列传感器的分析性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于三明治结构的微悬臂阵列生物传感器同时检测甲胎蛋白和癌胚抗原 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料与试剂 |
| 4.2.2 设备与仪器 |
| 4.2.3 微悬臂梁的功能化 |
| 4.2.4 同时检测两种肿瘤标志物的实验方案 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 检测原理 |
| 4.3.2 微悬臂阵列传感器的表征 |
| 4.3.3 微悬臂阵列传感器构建的可行性 |
| 4.3.4 同时检测CEA和AFP的分析性能 |
| 4.3.5 微悬臂阵列传感器的稳定性与重现性 |
| 4.3.6 微悬臂阵列传感器在实际样品中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）POCT聚合物微流控芯片的设计及制作方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 POCT微流体操控单元设计 |
| 1.2.2 POCT微流控芯片材料及制作方法 |
| 1.2.3 POCT微流控芯片表面改性方法 |
| 1.2.4 POCT检测系统 |
| 1.2.5 POCT微流控芯片的应用 |
| 1.2.6 研究现状评述 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 研究思路与研究内容 |
| 2 微流体自驱动功能单元设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微流体自驱动机理 |
| 2.2.1 表面自由能产生的微流体自驱动力 |
| 2.2.2 微流体自驱动速率方程 |
| 2.3 基于表面自由能理论的毛细屏障模型 |
| 2.3.1 微流体在毛细屏障模型上停滞的条件判别式 |
| 2.3.2 毛细屏障模型的气液两相流数值仿真 |
| 2.4 基于毛细屏障模型的微流体自驱动操控功能单元设计 |
| 2.4.1 波浪形缓冲单元设计 |
| 2.4.2 梳齿形时间控制单元设计 |
| 2.5 多功能集成式微流控芯片设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 毛细屏障模型微结构的热压复制成型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热压复制成型模具的制作 |
| 3.3 毛细屏障模型的热压复制成型机理研究 |
| 3.3.1 聚合物材料热压复制成型中的形变填充机理 |
| 3.3.2 毛细屏障微结构热压复制成型的数值仿真研究 |
| 3.4 毛细屏障微结构热压复制成型实验研究 |
| 3.4.1 实验步骤 |
| 3.4.2 实验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于聚合物激光重铸物的超声键合方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光作用下聚合物材料重铸物生成机理 |
| 4.2.1 CO_2激光与聚合物材料的作用机制 |
| 4.2.2 重铸物的有限元数值仿真及相关实验 |
| 4.3 重铸物超声键合方法(LBUB) |
| 4.3.1 重铸物与微通道的集成制作技术 |
| 4.3.2 超声键合参数的优化 |
| 4.3.3 拉伸键合强度测试 |
| 4.4 不同键合方式对微流体操控的影响 |
| 4.4.1 不同键合方式下微流体平均流速测试 |
| 4.4.2 波浪形缓冲单.元流体测试 |
| 4.4.3 梳齿形时间控制单元流体测试 |
| 4.5 多层聚合物微流控芯片的重铸物超声键合 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多功能表面区域选择化改性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 紫外强度区域选择化调控方法(CGUI) |
| 5.2.1 基于CGUI方法的改性装置 |
| 5.2.2 Cu膜厚度对紫外透光率的影响 |
| 5.3 CGUI方法表征 |
| 5.4 CGUI方法的应用研究 |
| 5.4.1 多功能单元间微流体流速的差异化自主控制 |
| 5.4.2 抗体固着强度的区域选择化控制 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于智能手机平台的POCT免疫荧光检测系统 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 检测系统的整体方案设计 |
| 6.3 集成自对准(SOF)透镜的微流控芯片设计及制作方法 |
| 6.3.1 SOF透镜几何光学模型的建立 |
| 6.3.2 SOF透镜的光学仿真优化 |
| 6.3.3 SOF透镜及微流控芯片的制作方法 |
| 6.4 便携式检测装置的设计与制作 |
| 6.5 手机检测App的开发 |
| 6.6 检测系统的应用 |
| 6.6.1 FITC溶液检测实验 |
| 6.6.2 肌钙蛋白I(cTnI)的免疫荧光检测实验 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）光热效应致液滴相变过程中的热质传递特性及界面行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 微流控技术 |
| 1.2 开放式液滴微流控技术 |
| 1.2.1 开放式液滴微流控技术概述 |
| 1.2.2 液滴操控方式及其应用 |
| 1.3 光操控液滴技术 |
| 1.4 光热效应操控液滴研究现状 |
| 1.4.1 光热效应概述 |
| 1.4.2 光热效应在微流体技术中的应用 |
| 1.4.3 光热效应致液滴相变的研究现状及科学问题 |
| 1.4.4 已有研究工作不足 |
| 1.5 本文主要研究内容及创新点 |
| 2 疏水和超疏水基底上光热效应致液滴相变特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 液滴润湿理论及蒸发模式 |
| 2.1.2 光热效应致液滴蒸发 |
| 2.2 实验系统及基底制备 |
| 2.2.1 实验系统 |
| 2.2.2 疏水和超疏水基底的制备 |
| 2.2.3 实验数据处理及误差分析 |
| 2.3 疏水表面光热效应致液滴相变特性 |
| 2.3.1 疏水表面光热效应致液滴蒸发模式 |
| 2.3.2 激光功率的影响 |
| 2.3.3 液滴体积的影响 |
| 2.4 超疏水表面光热效应致液滴相变特性 |
| 2.4.1 超疏水表面光热效应致液滴Cassie-to-Wenzel润湿转变 |
| 2.4.2 激光功率的影响 |
| 2.4.3 液滴体积的影响 |
| 2.4.4 液滴扩展系数 |
| 2.5 本章主要结论 |
| 3 亲水基底上光热效应致液滴相变特性及悬浮液滴的生成与操控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验系统及微通道加工 |
| 3.3 亲水表面光热效应致液滴相变特性 |
| 3.4 悬浮液滴的生成与操控 |
| 3.4.1 液滴悬浮技术概述 |
| 3.4.2 “气相捕获陷阱”及悬浮液滴的生成特性 |
| 3.4.3 激光功率的影响 |
| 3.4.4 悬浮液滴的维持特性 |
| 3.4.5 悬浮液滴的运动性 |
| 3.5 本章主要结论 |
| 4 光热效应致液滴内部Marangoni流动及粒子沉积特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光热效应致液滴流动及粒子沉积特性 |
| 4.2.1 疏水表面液滴内部Marangoni流动及粒子沉积特性 |
| 4.2.2 激光功率的影响 |
| 4.2.3 粒子浓度的影响 |
| 4.2.4 粒径的影响 |
| 4.2.5 亲水表面液滴内部Marangoni流动及粒子沉积特性 |
| 4.3 本章主要结论 |
| 5 光热效应致多组分液滴内部化学物质的分离特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光热效应致液滴内部化学物质浓缩及结晶 |
| 5.2.1 光热效应致液滴界面收缩及化学物质分离 |
| 5.2.2 激光功率的影响 |
| 5.2.3 液滴体积的影响 |
| 5.2.4 离子浓度的影响 |
| 5.2.5 液滴内部多组分化学物质浓缩及分离 |
| 5.2.6 轨道辅助化学物质定点分离 |
| 5.3 本章主要结论 |
| 6 基于光热效应的亲水陷阱辅助液滴分选及液滴聚合特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 超疏水/亲水基底制备 |
| 6.3 基于光热效应的亲水陷阱辅助液滴分选特性 |
| 6.3.1 液滴阵列中光热效应致液滴相变特性 |
| 6.3.2 液滴间距和激光功率的影响 |
| 6.3.3 亲水陷阱辅助光致液滴分选 |
| 6.4 基于光热效应的液滴聚合特性 |
| 6.4.1 光热效应致亲水陷阱上的液滴聚合 |
| 6.4.2 激光位置和激光功率的影响 |
| 6.4.3 用于离子检测的光控液滴式分析检测芯片及性能 |
| 6.5 本章主要结论 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A作者在攻读博士学位期间发表及撰写的论文 |
| B作者在攻读博士学位期间申请的专利 |
| C作者在攻读博士学位期间参加的学术会议 |
| D作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| E作者在攻读博士学位期间获得的奖励 |
| F学位论文数据集 |
| 致谢 |
（10）仿生超浸润界面的构筑及其在生物传感中的应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 生物传感技术 |
| 2.1.1 生物传感器 |
| 2.1.2 生物芯片 |
| 2.2 固体界面浸润性及基本理论 |
| 2.2.1 理想固体表面的接触角和Young's方程 |
| 2.2.2 非理想固体表面的浸润性 |
| 2.2.3 前进角、后退角、滚动角和接触角滞后 |
| 2.3 液滴在固体界面的常见现象和基本理论 |
| 2.3.1 液滴在固体界面的蒸发和运动 |
| 2.3.2 咖啡环效应 |
| 2.3.3 Marangoni效应 |
| 2.4 特殊浸润性及基本理论 |
| 2.4.1 超亲水表面 |
| 2.4.2 超疏水表面 |
| 2.4.3 超亲水-超疏水图案化表面 |
| 2.5 自然界的特殊浸润性表面及其仿生材料 |
| 2.5.1 超疏水自清洁荷叶 |
| 2.5.2 超疏水高负载水黾腿 |
| 2.5.3 自清洁鱼鳞片 |
| 2.5.4 沙漠集水甲虫 |
| 2.5.5 蜘蛛丝定向集水 |
| 2.5.6 仙人掌针刺定向集水 |
| 2.5.7 超湿滑猪笼草 |
| 2.6 不同浸润性传感界面 |
| 2.6.1 疏水传感界面 |
| 2.6.2 超疏水传感界面 |
| 2.6.3 浸润性图案化传感界面 |
| 2.7 总结和展望 |
| 2.8 本论文的设计指导思想和主要研究内容 |
| 3 基于Marangoni增强效应的仿生超浸润微阵列芯片用于f-PSA的检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂和仪器 |
| 3.2.2 超浸润微图案的制备 |
| 3.2.3 超浸润蛋白质芯片的制备 |
| 3.2.4 前列腺癌标志物f-PSA的检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 超浸润微阵列基底的结构和浸润性表征 |
| 3.3.2 浸润性对沉积样点形貌的影响 |
| 3.3.3 超浸润微图案的孔径效应 |
| 3.3.4 超浸润微阵列芯片检测条件的优化 |
| 3.3.5 超浸润微阵列芯片对f-PSA的检测 |
| 3.3.6 超浸润微阵列芯片的临床应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于AIE增强效应的超浸润微芯片用于miRNA的检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 纳米二氧化硅基底的制备 |
| 4.2.3 超疏水基底的制备 |
| 4.2.4 超亲水微井的制备 |
| 4.2.5 超浸润核酸芯片的制备 |
| 4.2.6 水溶性AIE荧光探针的合成 |
| 4.2.7 肿瘤标志物miR-141的检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 超浸润微芯片基底的结构及浸润性表征 |
| 4.3.2 AIE微液滴在超浸润微芯片蒸发过程中的荧光行为 |
| 4.3.3 表面浸润性对AIE分子荧光行为的影响 |
| 4.3.4 微井尺寸对AIE分子荧光行为及对液滴粘附行为的影响 |
| 4.3.5 AIE超浸润微芯片对miR-141的检测及样本分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于液滴定向输运的仿生超浸润不对称微流控芯片用于PSA的检测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂和仪器 |
| 5.2.2 纳米基底的制备 |
| 5.2.3 超浸润不对称微流控芯片的制备 |
| 5.2.4 前列腺癌标志物PSA的检测 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 超浸润不对称微流控芯片基底的结构和浸润性表征 |
| 5.3.2 SAM芯片定向输运液滴及表面浸润性对液滴输运的影响 |
| 5.3.3 SAM芯片的几何不对称性对液滴定向输运的影响 |
| 5.3.4 液滴定向输运的内在驱动力 |
| 5.3.5 SAM芯片对PSA的并行检测及临床应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、Patterning proteins on surfaces by micro-channels（论文参考文献）
- [1]微结构表面对运动微生物附着影响机理研究[D]. 杨红月. 华北电力大学(北京), 2021
- [2]基于表面增强拉曼光谱的光流控芯片的研制及其应用[D]. 宋瑞莲. 兰州大学, 2021(11)
- [3]图案化润湿性壁面板式微通道的构建及其破乳性能研究[D]. 马正东. 西南民族大学, 2021
- [4]基于微流控乳液模板法的生物医学材料制备及应用研究[D]. 姚晓雪. 深圳大学, 2020(10)
- [5]自组装肽功能化微纳米材料的制备及在分离富集中的应用[D]. 李南. 陕西师范大学, 2019
- [6]硅纳米传感器的改进及肿瘤标志物、预后相关蛋白的检测应用[D]. 赵筱倩. 南京医科大学, 2019(04)
- [7]基于适配体的微悬臂阵列传感器在生物化学检测中的应用[D]. 李陈. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [8]POCT聚合物微流控芯片的设计及制作方法研究[D]. 梁超. 大连理工大学, 2019(08)
- [9]光热效应致液滴相变过程中的热质传递特性及界面行为[D]. 焦龙. 重庆大学, 2019
- [10]仿生超浸润界面的构筑及其在生物传感中的应用[D]. 陈艳霞. 北京科技大学, 2019(07)