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微流控芯片基础及应用(王俊生) 版权信息
- ISBN：9787122431042
- 条形码：9787122431042 ; 978-7-122-43104-2
- 装帧：平装
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
微流控芯片基础及应用(王俊生) 内容简介
微流控芯片技术是以物理化学和分析化学为基础，以纳米技术和微机械为依托，并随着生物化学、生物医学工程而兴起的一门多学科交叉融合的学科。它具有自动化、小型化、集成化、耗样少、反应速率快等诸多优点，有着极为广阔的应用前景。微流控芯片技术自诞生以来受到学术界和产业界的极大关注，发展迅猛，形成了一门全新的、具有战略意义的科学技术。 本书旨在将微流控芯片技术的基础理论和前沿应用介绍给广大初学者和学生，全书共分为9个章节，包括微流控技术的基础理论、材料与加工工艺、微流体驱动与控制技术、微流控芯片中进样与混合、微流控芯片检测技术、数字微流控技术、微流控芯片在生物医学及船舶与海洋环境等领域的热点应用，涵盖了微流控技术的基本理论、基本方法、关键技术和近期新的研究进展。 本书可作为微流控技术、分析化学、生物技术、微机电系统（MEMS）等相关专业的学生教材，也可作为科研人员、技术人员的参考资料。
微流控芯片基础及应用(王俊生) 目录
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
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
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微流控芯片基础及应用(王俊生) 作者简介
王俊生，主要从事光电传感与微流控芯片光电检测技术及其在船舶海洋环境中的应用基础研究，并作为辽宁省重点实验室负责人，大连市重点领域创新团队负责人，入选辽宁省“百千万人才工程”百层次、交通运输青年科技英才、首批辽宁省“兴辽英才计划-青年拔尖人才”、辽宁省创新人才支持计划，大连市杰出青年科技人才支持计划。研发了基于光电微纳传感的生物污染物快速检测成套装备，应用于海事、海关检疫检验、海产养殖、污染物检测、生物医药卫生等领域，并得到应用单位的一致好评，打破国外进口产品垄断，达到国际领先水平，产生显著的社会效益。获得了辽宁省技术发明一等奖（排名第1，2020）、中国海洋工程科学技术奖一等奖（排名第2，2019）、中国航海学会技术发明一等奖（排名第2，2020）、中国航海学会青年科技奖（独立获奖）、大连市技术发明二等奖（排名第1，2020，2018）、辽宁省自然科学学术成果奖二等奖（排名第 1）、辽宁医学科技奖三等奖（排名第2）、大连市自然科学优秀学术论文一等奖（排名第 1）。担任国家科技奖评审专家、交通运输部科技专家库专家，以及本学科多个国际学术期刊编委及审稿人。承担了国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金项目和省部级重点项目27项。发表论文70余篇，其中SCI期刊论文44篇、EI收录20余篇次，申请国家发明专利40余项、国际PCT专利1项，以第 一发明人获授权发明专利21项，软件著作权3项，专利成果转化3项，向国际海事组织IMO和国际标准化组织ISO提案，相关成果得到国内外同行的广泛认可，为提升海上交通强国做出了突出贡献。
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