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Introduction and application examples of microreactors

2024-05-31

微反应器概述微型反应器最显著的特点是具有高吞吐量和低成本大规模生产的潜力。生命科学应用领域对微反应器的要求和工作条件与工业应用领域不同，对于工业应用，微反应器的优势主要体现在四个方面：功能性、安全性、成本和科学价值。功能性微反应器的功能优势在于热惯性小、物理性质稳定、温度均匀、停留时间短、表面体积比大。系统体积小导致反应器的热惯性小。微反应器中直接和精确的温度控制比传统反应器更容易和更快。微反应器体积小，传热和传质速率高，因此可以在更苛刻的条件下进行反应。高传热速率还能使反应在更均匀的温度条件下进行。小尺寸还能缩短反应器的停留时间。不稳定的中间产物可以快速转移到下一个过程。 …

Microfilters & Microseparators

2024-05-28

摘要本文讨论了两种类型的分离装置：微过滤器和微分离器。用传统微技术制作的膜滤光器受到光刻过程的分辨率或曝光光的波长的限制。利用激光的干涉模式可以实现亚微米滤孔。虽然可以达到分子范围内的孔隙大小，但是产生的孔隙仍在数百纳米量级。聚合物膜过滤器最重要的应用之一是微燃料电池。间隙过滤器是膜过滤器的替代方案，以实现更小的过滤孔。亚微米的间隙可以通过刻蚀或沉积过程来控制。虽然微过滤器利用不同大小的物质进行分离，但也可以基于不同特性来实现其他概念，如扩散系数、介电常数、荧光、质量和电荷。通过介电泳力或光学力，粒子和细胞可以从样品流中进行分类。对要分离的物质进行标记，可以通过外部执行器实现主动分…

Microfluidic Precision Control Device - Microdispenser

2024-05-24

微分配器介绍及分类在化学和生物医学分析领域，给药和分析应用中通常需要精确的液体量，微分配器是这个过程中的重要设备。微分配器可以看作是微给药系统、微注射器或微吸管。一般来说，微分配器被分为闭环控制分配器或开环控制分配器。闭环控制分配器是具有流体执行器和流量传感器的复杂系统。流体执行器是一个微型泵或微型阀。在闭环控制分配器中，流量信号被反馈给一个控制器，并与设定值进行比较。来自控制器的控制信号连接到泵的执行器或阀门，以调节设定的流量。这种类型的分配器适用于连续流动系统。对于固定量的流体，在系统的启动和停止阶段可能会发生错误。开环控制分配器是一种单一的装置，可分为液滴分配器和通道内分配器。液…

Micromixer Overview and Application Examples

2024-05-21

微混合器概念微混合器是指在微通道或微腔室内实现样品快速均一混合的一种微流控器件，适用于两种或多种不同反应物在微尺度条件下充分的混合。作为微流控技术的重要应用，微混合器已广泛应用于工程、生物技术和医学等领域。相当一段时间内，微混合器以其低制造成本、高比表面积和快速响应时间在生物和化学过程、可再生能源和制药工业等各个领域引起了广泛关注。微混合器分类根据工作机理，微混合器可分为主动式微混合器和被动式微混合器两种。主动混合方式中，通常是施加一种外力促进流体之间交叉接触，提高混合质量，混合过程会涉及到不同的物理手段。根据干扰类型，主动微混合器可分为压力驱动、温度诱导、电流体动力、介电泳、电动…

organoid chip

2024-05-17

在当前医学疾病研究领域，临床病人仍是最可靠的疾病研究对象，但是出于伦理原因以及其他无法直接从活的人体获取样本的限制，亟需开发其他稳定、可靠、可重复的疾病研究模型，替代以人为研究对象的疾病模型。以正常或者病人来源的细胞或组织为研究对象，体外构建具有与人体组织器官相似结构和功能特征的模型是疾病研究的重要领域，其中类器官和器官芯片是有望解决上述难题的最具潜力的技术。传统的体外疾病模型主要包括细胞模型，培养方式主要是二维（2D）静态。这种方式培养的细胞能够维持细胞的部分生物学功能，但缺乏体内多细胞相互作用、细胞-细胞外基质（ECM）以及理化刺激等多种必要微环境因素，使得单一的细胞静态培养无法真实模…

Microfluidics for Life Sciences and Chemistry: Microneedling

2024-05-14

微机械加工技术为生物医学仪器提供了巨大商机。针头是最常见、最简单的生物医学仪器之一。通常情况下，皮下注射针用于人体皮肤输送药物和抽吸体液。通过传统加工方法制造的针头的最小直径约为300微米。这些相对较大的针头会造成疼痛，而且在微米尺度的靶向给药方面精度较低。此外，生物技术的发展要求以微米级的精度输送纳米级的分子。传统的皮下注射针无法满足这些要求。当前的微机械加工技术已经能够制造出小于300微米极限尺寸的针头。微尺寸技术为这种简单的设备开辟了新的应用领域。微针的主要应用包括：通过皮肤（透皮或皮内）无痛给药和注射疫苗；微创眼部给药；提供活性化妆品成分；病人监测和诊断；对组织的闭环化学…

Micro Flow Sensor

2024-05-10

微流传感器概述微流量传感器是控制微流控系统中流体流量的另一个重要组件。微流传感器与控制回路中的微阀和微泵相辅相成。先进微流体系统的功能取决于对流速的精确监测和控制，例如监测微流体生物反应器和片上器官装置中循环细胞培养基的流速。流速直接影响生物反应器中培养细胞的流动剪切应力，以及向细胞输送氧气和营养物质的情况。对于此类应用，微流量传感器应具有强大的性能，可持续进行现场测量，并易于集成到微流控芯片中。由于流量测量是测量技术的经典领域，其传感原理几乎涵盖了所有物理学领域。与其他微流体元件类似，设计微流量传感器的第一种方法也是遵循传统概念，这些概念很容易在大规模应用中找到。由于几何尺寸小，微…

micropump

2024-05-07

微泵简介以微型泵为动力源的微流控系统是全系统的核心部件，在微流体传输过程中起到关键作用，在微流控芯片中应用广泛。按照微泵本身是否含有可移动的机械部件，微泵可分为机械泵和非机械泵两大类。机械微泵多靠机械部件动作输送并控制微流体，非机械微泵主要靠各种物理作用或者将一定的非机械能转化为微流体动能来实现对微流体进行驱动。机械泵可根据机械能作用于流体的原理进一步分类。在此体系下，机械泵可分为两大类：活塞泵和动力泵。在活塞泵中，通过对任意所需数量的封闭式含流体容积的一个或多个可移动边界施加力，周期性地增加能量，从而直接增加压力，达到使流体通过止回阀或端口进入排出管路所需的力。在动力泵中，机械能…

microvalve

2024-04-30

微阀介绍微阀是最重要的微流控元件之一。除了泵和流量传感器之外，有源微阀是控制微流体系统中流体流量的关键部件。尤其是在各种化学、分析和生物检测中，微阀被认为是进行片上流动操作的重要组件。如今，由于微尺度的新发展，微流体系统的各个行业不断迫使阀门设计发展和改革。芯片上高密度集成微阀所需的更小的器件尺寸、更高的压力、高可靠性、制造成本、生物相容性、响应速度，以及最重要的微技术，这些因素都在促进微尺度阀门设计的发展。根据结构，微阀可分为有源微阀和无源微阀两种。有源微阀需要用驱动装置来控制微流体，而无源微阀一般可以通过背压来控制微流体。在传统设计中，有源微阀是一种含压机械装置，用于关闭或以其他…

Organ chip processing equipment

2023-12-06

In today's biomedical research field, organ chip/cell culture chip/organoid chip technology is pushing the boundaries of science at an astonishing speed. In order to realize more realistic and efficient biological experiments, organ chip/cell culture chip/organoid chip processing equipment has become an indispensable key element.

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