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微流控技術(shù)重要應(yīng)用和主要的流體現(xiàn)象

時(shí)間：2017/2/21閱讀：1299

微流控技術(shù)重要應(yīng)用和主要的流體現(xiàn)象

微流控檢測(cè)芯片一般具有樣品消耗少、檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便、多功能集成、體小和便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，因此特別適合發(fā)展床邊(POC)診斷，具有簡(jiǎn)化診斷流程、抗Ⅲ抗體Elisa試劑盒提高醫(yī)療結(jié)果的巨大潛力。

利用仿生微結(jié)構(gòu)和水凝膠等生物材料，微流控芯片非常適合在體外實(shí)現(xiàn)組織和器官水平的生理功能，被稱為"器官芯片"(Organs-on-Chips)。這樣可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)兩維細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的不足，可以動(dòng)態(tài)操控和實(shí)時(shí)觀察重要的生理病理過程，提高疾病的研究水平和藥物的效率。目前已經(jīng)針對(duì)肺、腸、心、腎和骨髓等器官的重要特征建立了相應(yīng)的微流控體外仿生芯片。在組織和器官水平研究單個(gè)基因或信號(hào)通路的功能已經(jīng)成為系統(tǒng)生物學(xué)研究*的重要步驟。

微流控技術(shù)重要應(yīng)用和主要的流體現(xiàn)象

層流與湍流相對(duì)應(yīng)，是指流體的層狀流動(dòng)，其流線與管壁相互平行。在粘性力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于慣性力，或雷諾數(shù)(Reynold number)小于3000時(shí)，層流就會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)幾相不同顏色的流體從不同的入口進(jìn)入同一個(gè)微通道時(shí)，即使它們互溶，也會(huì)形成層次分明的多相平行流動(dòng)。抗Ⅲ抗體Elisa試劑盒利用層流的這種幾何規(guī)律性，可以實(shí)現(xiàn)材料、化學(xué)環(huán)境和細(xì)胞在微通道中的有序排布。另外，在層流情況下，湍流基本消失，分子擴(kuò)散將成為微尺度下傳質(zhì)的主要途徑。由于擴(kuò)散速率與分子自身的特性有關(guān)，利用分子在微通道中的不同擴(kuò)散距離可以將不同的分子進(jìn)行分離。也因?yàn)槿绱耍瑢恿飨碌囊后w混合過程相對(duì)緩慢，但是，通過在微流控微通道中制作特殊結(jié)構(gòu)，如不對(duì)稱魚骨狀的突起，可以加快傳質(zhì)過程和液體混合。

當(dāng)兩相不互溶的液體(油和水)在微流控通道中流動(dòng)時(shí)，在液/液界面張力和剪切力的作用下，其中一相流體會(huì)形成高度均一的間斷流，即液滴。在乳液制備的方法中，如果說基于攪拌的方法是自上而下的，那么微流控則是自下而上的方法。微流控能夠以非常高的通量制備高度單分散性的液滴乳液。常見的微通道結(jié)構(gòu)為T型和ψ型。在某些情況下，抗Ⅲ抗體Elisa試劑盒含有不同高分子聚合物的水相液體在微流控通道中也會(huì)形成不互溶的液滴。

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