微流控芯片基础及应用(王俊生)

第1章 绪论 001
1.1 概述 001
1.2 微流控芯片实验室及其发展历史 002
1.2.1　微流控芯片实验室定义 002
1.2.2　微流控芯片的发展历史 002
1.2.3　微流控芯片的发展趋势 005
1.3 微流控芯片及基本操作单元 006
1.3.1　样品进样 006
1.3.2　微混合与微反应 006
1.3.3　微驱动与微控制 006
1.3.4　微检测 007
1.4 微流控芯片的分类与特点 009
1.4.1　按材质分类 009
1.4.2　按传感方式分类 009
1.5 设计软件与加工设备 010
1.5.1　设计软件 010
1.5.2　加工设备 011
1.6 微流控芯片应用 013
1.6.1　生物医学领域 013
1.6.2　船舶海洋环境领域 014
1.6.3　其他领域 015
习题及思考题 016
参考文献 016 第2章 微流控芯片理论基础 019
2.1 概述 019
2.2 流体相关理论 019
2.3 电场相关理论 020
2.3.1　电动现象 020
2.3.2　颗粒在水平油-水界面中电动运动 023
2.3.3　油滴在空气-水界面附近电动运动 026
2.4 浓度场相关理论 028
2.5 磁场相关理论 029
习题及思考题 031
参考文献 032 第3章 微流控芯片材料与加工工艺 034
3.1 概述 034
3.2 微流控芯片材料 034
3.2.1　硅 035
3.2.2　玻璃和石英 036
3.2.3　聚合物 037
3.2.4　其他材料 039
3.3 微加工技术 042
3.3.1　光刻 042
3.3.2　表面微加工 043
3.3.3　体微加工 045
3.3.4　三维打印技术 047
3.3.5　激光直写技术 048
3.3.6　电化学微加工 050
3.3.7　其他微加工技术 051
3.4 微流控芯片制作工艺 052
3.4.1　无机材料芯片制作 052
3.4.2　聚合物芯片制作 054
3.4.3　芯片表面改性技术 056
3.4.4　芯片封装 058
3.5 芯片制作环境 061
3.5.1　超净间工作环境 062
3.5.2　超净间洁净度分级 063
3.5.3　超净间组成及设备 065
3.5.4　超净间应用 070
3.5.5　超净间管理制度及安全细则 071
习题及思考题 073
参考文献 074 第4章 微流体驱动与控制技术 079
4.1 概述 079
4.2 微流体机械驱动 079
4.2.1　离心式 079
4.2.2　压力式 084
4.3 微流体非机械驱动 088
4.3.1　电驱动 088
4.3.2　电水力驱动 091
4.3.3　表面张力驱动 091
4.3.4　热驱动 092
4.4 微流体控制技术 092
4.4.1　电动控制 092
4.4.2　微阀控制 097
习题及思考题 102
参考文献 102 第5章 微流控芯片中进样与混合 106
5.1 概述 106
5.2 样品进样与前处理 106
5.2.1　样品进样 106
5.2.2　样品前处理 114
5.3 微混合与微混合器 118
5.3.1　微混合 118
5.3.2　主动式微混合器 118
5.3.3　被动式微混合器 123
5.4 微反应与微反应器 129
5.4.1　微反应 129
5.4.2　微化学反应器 130
5.4.3　微生物反应器 139
习题与思考题 145
参考文献 146 第6章 微流控芯片检测技术 151
6.1 概述 151
6.2 光学检测 151
6.2.1　激光诱导荧光检测 151
6.2.2　紫外吸收光度检测 156
6.2.3　等离子体光谱检测 158
6.2.4　化学发光检测 160
6.3 电学检测 166
6.3.1　电阻检测 166
6.3.2　电容检测 169
6.3.3　电感检测 172
6.3.4　联合检测 175
6.4 电化学检测 180
6.4.1　电流检测 180
6.4.2　电导检测 182
6.4.3　电位检测 183
6.5 其他检测 184
6.5.1　质谱检测 184
6.5.2　热透镜检测 186
习题及思考题 188
参考文献 188 第7章 数字微流控技术 194
7.1 概述 194
7.2 表面润湿与接触角 195
7.2.1　表面润湿 195
7.2.2　接触角 196
7.3 表面张力与介电润湿 199
7.3.1　表面张力及其调控 199
7.3.2　介电润湿 201
7.4 数字微流控液滴操控 203
7.4.1　微液滴生成机理 204
7.4.2　微液滴合并与分裂 204
7.4.3　微液滴运输 206
习题及思考题 207
参考文献 207 第8章 微流控芯片在生物医学领域的应用 210
8.1 概述 210
8.2 细胞芯片 210
8.2.1　细胞培养 211
8.2.2　细胞操控 215
8.2.3　细胞裂解 218
8.2.4　细胞刺激 221
8.2.5　细胞分析 223
8.2.6　单细胞研究 226
8.3 器官芯片 228
8.3.1　器官芯片的发展 228
8.3.2　肺芯片 229
8.3.3　肝脏芯片 231
8.3.4　肾脏芯片 231
8.3.5　脑芯片 233
8.3.6　其他器官芯片 235
8.4 微生物芯片 237
8.4.1　微生物芯片的发展 237
8.4.2　微流控芯片上微生物研究方法 237
8.4.3　微流控芯片上微生物毒性耐药性测试 240
8.4.4　微流控芯片微生物燃料电池 241
8.4.5　其他应用 242
8.5 疾病诊断芯片 243
8.5.1　免疫诊断 244
8.5.2　分子诊断 245
8.5.3　商业化的诊断系统 246
习题及思考题 250
参考文献 250 第9章 微流控芯片在船舶、海洋和其他领域的应用 258
9.1 概述 258
9.2 船舶压载水检测 258
9.2.1　微藻检测 259
9.2.2　细菌检测 264
9.3 船舶油液污染物检测 267
9.4 船舶油污水检测 271
9.5 海洋微塑料检测 272
9.6 海洋重金属离子检测 276
9.7 其他应用 284
9.7.1　化学及药物合成 284
9.7.2　食品安全分析 286
习题及思考题 291
参考文献 291