本書從微流控領域的前沿出發(fā),介紹了目前頗受關注且應用廣泛的數(shù)字微流控技術,主要包括數(shù)字微流控技術簡介、數(shù)字微流控液滴驅動理論、數(shù)字微流控芯片的加工工藝、數(shù)字微流控硬件控制系統(tǒng)和數(shù)字微流控技術的應用等內容。編寫過程中,力求做到內容的系統(tǒng)性、科學性、先進性、新穎性和實用性,在講述經典理論和方法的同時,注重介紹各種方法的應用實例。
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目錄
前言
第1章 數(shù)字微流控技術簡介 1
1.1 概述 1
1.2 數(shù)字微流控技術的起源 2
1.2.1 數(shù)字微流控技術的定義 2
1.2.2 數(shù)字微流控技術的萌芽 2
1.2.3 數(shù)字微流控系統(tǒng)概念的提出 3
1.3 數(shù)字微流控技術的平臺競爭力 4
1.4 數(shù)字微流控技術的發(fā)展 6
1.4.1 數(shù)字微流控形式的發(fā)展 6
1.4.2 數(shù)字微流控操縱方法的發(fā)展 7
1.4.3 數(shù)字微流控應用的發(fā)展 9
1.5 小結 10
參考文獻 10
第2章 數(shù)字微流控液滴驅動理論 13
2.1 表面潤濕 13
2.2 表面張力及其調控 15
2.2.1 表面張力 15
2.2.2 表面張力的調控 15
2.2.3 介電潤濕現(xiàn)象 16
2.3 介電潤濕的基本理論 17
2.3.1 基于熱力學的介電潤濕理論模型 17
2.3.2 基于電力學的介電潤濕理論模型 19
2.4 接觸角飽和與遲滯 21
2.4.1 接觸角飽和 21
2.4.2 接觸角遲滯 23
2.5 基于介電潤濕的四種基本操縱 23
2.5.1 微液滴輸運 24
2.5.2 微液滴合并 27
2.5.3 微液滴分裂 30
2.5.4 微液滴生成機理 32
2.6 小結 33
參考文獻 33
第3章 數(shù)字微流控芯片的加工工藝 35
3.1 數(shù)字微流控芯片的整體結構 35
3.2 數(shù)字微流控芯片的基本組成 36
3.2.1 基底材料 36
3.2.2 電極層材料 37
3.2.3 介質層材料 38
3.2.4 疏水層材料 39
3.3 數(shù)字微流控芯片的制作 40
3.3.1 玻璃基底芯片的制作 40
3.3.2 印刷電路板基底芯片的制作 45
3.3.3 上板的制作 45
3.4 小結 46
參考文獻 46
第4章 數(shù)字微流控硬件控制系統(tǒng) 49
4.1 數(shù)字微流控儀器 49
4.1.1 數(shù)字微流控儀器的發(fā)展 49
4.1.2 商業(yè)化數(shù)字微流控儀器 50
4.2 數(shù)字微流控芯片 58
4.2.1 數(shù)字微流控芯片的結構形式 58
4.2.2 數(shù)字微流控芯片的電極設計 59
4.3 數(shù)字微流控接口 62
4.3.1 接觸式引線 62
4.3.2 彈簧頂針 63
4.4 小結 63
參考文獻 64
第5章 數(shù)字微流控技術的應用 66
5.1 數(shù)字微流控在生物分析中的應用 66
5.1.1 生物黏附 66
5.1.2 免疫分析 67
5.1.3 核酸分析 71
5.1.4 蛋白分析 78
5.1.5 細胞研究 81
5.2 數(shù)字微流控在化學中的應用 85
5.2.1 基于數(shù)字微流控的化學分析 85
5.2.2 基于數(shù)字微流控的化學合成 87
5.3 數(shù)字微流控技術應用總結與展望 88
參考文獻 89