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1. 制备脂基纳米粒子的常规方法 脂质纳米粒子的形成是一个自组装过程，其最终形态由热力学状态、脂质间相互作用力和分子几何形状共同决定。 生产脂质纳米粒子的常规方法可根据控制自组装动力学的物理机制进行分类，其中使用最广泛的是基于机械均质、溶剂稀释或去污剂去除的工艺。 1) 机械均质 在机械匀浆的情况下，首先使用脂膜水合等技术制备大型多分散多纤毛膜囊泡 (MLV)，然后将所得乳液置于高压梯度或剪切力下，使大型囊泡破裂，将疏水性膜核心暴露在水相中，并使所得碎片重新形成较小的单纤毛膜囊泡。 机械破坏的一个优点是最初的 MLV 溶液…
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1. 单细胞的小分子检测 在单细胞分析中检测小分子物质是更好地了解生物体、探索细胞异质性和早期诊断疾病的必要策略。 乳酸和活性氧等细胞间小分子物质广泛参与细胞的信号传导途径，在许多生理和病理过程中发挥着重要作用。 研究小组开发了一种表面增强拉曼散射（SERS）-微流控液滴平台，通过一种由银纳米粒子装饰的 Fe3O4 磁性微球组成的多功能磁性 SERS 底物，实现了单细胞水平上多重代谢物的无标记同步分析。 他们实现了无标记、无损、同时测定三种单细胞代谢物：丙酮酸、三磷酸腺苷和乳酸。 他们的金属磁性复合底物有助于实现单细胞代谢物的高效吸附和从复杂基质中的快速分离…
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细胞的类型和状态千差万别（即细胞异质性），为了更好地探索细胞的未知特征和动态，深入了解组织、器官甚至整个生物体的行为，单细胞分析已成为一种流行且不可或缺的策略。 微流控液滴技术可用于生成高通量的微液滴，从而使对单细胞进行大规模并行研究成为可能。 虽然使用经典的微液滴方法，特别是基于被动液滴生成的方法，单细胞的封装率相对较低，但单细胞的总数量和吞吐量要比使用微孔和微图案等其他微流体单细胞操作方法高得多。 另外，微液滴可将单个细胞封装在纳升液滴中，从而进一步减少物质的稀释/交叉污染/吸附，提高氧气、营养物质和代谢物的交换效率，保持细胞活性和生物功能，促进单细胞水平的细胞研究。 同时微流控液滴技术可…
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1. 微液滴的结构 1) 微球和微凝胶 使用T型通道结构、流动聚焦结构和共轴聚焦结构制备的单分散乳状液滴由于表面能最小化，保持球形。在凝固过程中，单个乳滴可以转化为由聚合物链或交联聚合物网络组成的聚合物微球或微凝胶。 这些微粒广泛应用于填充、力学支撑和医学领域。 特别是具有可调尺寸、优良力学性能和功能的单分散微粒，在药物传递和细胞封装等生物医学应用中发挥着重要作用。 例如，通过液滴微流控技术制备的聚合物微球或微凝胶，其药物释放特性、生物分布及给药途径会随着药物粒径和材料组成的变化而有所不同，从而实现灵活的药物输送； 将细胞封装在微凝胶中为细胞提供了生物…
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1. 类器官与器官芯片 类器官是由多能干细胞或成体干细胞生成的三维结构，能够再现人体器官的结构、功能及组织特性，广泛应用于个性化医疗和临床前药物测试。 常见的类器官培养方法包括浸没培养、气-液交互培养和共培养等。 器官芯片（organ-on-a-chip，OOC）是一种微流控技术制造的细胞培养设备，通常由微型灌注腔室构成，具有多层细胞结构、组织界面、物理化学微环境以及类血管循环系统。 它能够模拟人体器官的生理功能，是一种微型细胞培养系统。 器官芯片的工作原理是通过模拟流体剪切力、动态机械应力、浓度梯度等生理条件，再现体内复杂的环境，进而研究细胞、组织和血液的相互作用，并在不同刺激下观察病…
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1. 微型阀 微阀用于调节微流体系统中的流体流速和开关。 理想的微阀应具有成本低、体积小、易于集成、流量控制精度高、无泄漏和响应速度快的特点。 微阀控制流体流动的大小和方向，从而能够在即时诊断和药物输送的化学或生物医学测定中精确、稳定地释放流体。 根据流体流动控制原理，微阀可分为主动型和被动型。 主动微阀利用外界物理场或化学刺激来激活机械和非机械运动部件并控制流动流体。 相反，被动微阀的工作状态由流体决定，例如流向和流体驱动压力。 2. 微型泵 微泵是一种将工作流体（液体或气体）以精确的体积从储液腔连续输送到指定位置的装置…
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MEMS加工工艺是MEMS技术最为重要的研究方向，MEMS加工工艺主要包括体微加工、表面微加工和光刻、电镀、铸塑工艺（LIGA）。 受限于LIGA工艺的高制造成本，目前应用最广的加工工艺为体微加工、表面微加工两种。 1. MEMS制造工艺的方法和材料 MEMS制造技术是在集成电路（IC）制造技术的基础上，结合微加工技术的进步逐步发展起来的。 与集成电路制造相比，MEMS器件具有三维微结构和可动部件，制造工艺更为复杂。 由于MEMS器件的功能差异，结构形式各不相同，常见的特点包括悬空结构和高深宽比，因此没有单一的制造工艺能满足所有类型的MEMS器件需求。 ME…
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1. 悬滴培养法 悬滴培养法是由Harrion等人提出的一种三维细胞培养技术，利用载有细胞悬滴的培养液通过表面张力形成无骨架的三维细胞球体。 与其他三维培养方法相比，这种方法操作简便，促进细胞间紧密聚合，增强细胞间及细胞与基质的相互作用，从而提高了细胞的分化潜力。 然而，悬滴培养法也存在一些问题，例如培养环境难以控制，细胞悬滴容易污染且不易悬浮。 此外，细胞聚合物在培养过程中可能因氧气和营养物质不足而导致中心坏死。通过控制细胞接种数量，可以避免这一问题。 为了克服这些限制，悬滴培养法可以与芯片技术结合使用，如微流体悬滴芯片和超疏水芯片，利用泵装置持续更新培养…
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自体外细胞培养技术自创立以来，已在生物学和医学领域得到广泛应用。常见的体外培养模型包括2D和3D细胞培养。 2D培养是指细胞在二维平面上单层生长，模拟细胞间相互作用。但该方法存在一些局限，如细胞异质性、营养不均、细胞与基质的互动不自然，导致细胞存活率低、形态受损，且缺乏正常组织结构。 相比之下，3D细胞培养通过生物支架材料构建三维结构，模拟体内细胞生长环境，使细胞表现出更接近生理条件下的行为与功能。 它在一定程度上弥补了2D培养和动物模型的不足，尤其在降低成本、缩短周期和减少物种差异性方面具有优势。 1. 3D细胞培养方法 目前，常用的3D细胞培养方法包括球…
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1. 开发骨病模型 骨类器官的建立可以轻松准确地获得所需的疾病模型。 与动物模型相比，类器官疾病模型可以消除物种差异，更真实地模拟人类病理微环境，也更有利于通过模型阐明疾病机制。 1) 骨质疏松症模型 骨质疏松症是一种影响整个骨骼系统的疾病，导致骨密度和质量降低，并导致骨骼微观结构恶化。 这个过程会削弱骨骼，使它们更容易骨折。 骨质疏松症可能有多种原因，并导致骨骼脆性增加，这会对一个人的整体健康和生活质量产生重大影响。 骨质疏松症的动物模型一般通过手术切除性腺、药物应用（如糖皮质激素）和基因编辑产生，成本高、周期长、不可控…
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