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World File Search System微流
使用流体壁微流体技术检测巨噬细胞趋化性
自 1960 年代以来，人们使用了各种趋化性测定方法，但这些测定方法都存在很大的局限性。Transwell 测定方法技术简单且应用广泛；将装有细胞的多孔插入物放置在装有引诱剂的孔内，（一旦通过扩散建立起浓度梯度）细胞就会通过微米大小的孔迁移到孔中，通过取出插入物并计数孔中的细胞来量化趋化性。[5] xCEL-Ligence 测定方法提供了一项重大技术进步；当细胞穿过改良的 Boyden 室中的孔时，可以实时测量阻抗变化。[6] 为了解决 Transwell 测定方法的一些局限性，人们引入了替代方法，包括跟踪和监测单个细胞（如 Dunn 室）[7] 以及检测细胞可逆性或细胞趋向性（如琼脂糖下迁移测定方法）。 [8] 最近，人们开发出了微流控系统 [9]，该系统能够控制稳定的梯度，[10] 区分不同类型的运动（例如，趋化性、化学运动——无方向性细胞迁移和逃逸性 [11] ），实时追踪单个细胞，[12] 并提高吞吐量 [13]——有时不需要太多依赖专门的设备即可实现。 [14] 虽然微流控方法前景广阔，但它们在生物医学研究中的应用受到了阻碍，因为操作设备所需的技术复杂性、制造和原型制作时间长、经常使用的塑料的生物相容性问题（即聚二甲基硅氧烷、
血脑屏障微流控体外三维动态模型用于研究免疫细胞的迁移
摘要：为了研究新化学和生物实体的生物分布，血脑屏障 (BBB) 的体外模型可能成为药物发现早期阶段的重要工具。在这里，我们展示了我们设计的内部三维 BBB 生物芯片的概念验证。这种三维动态 BBB 模型由内皮细胞和星形胶质细胞组成，它们在模拟血流的流动条件下共培养在聚合物涂层膜的相对两侧。我们的结果证明了 BBB 非常有效，证据是 (i) 跨内皮电阻 (TEER) 增加了 30 倍，(ii) 紧密连接蛋白的表达显著增加，以及 (iii) 与静态体外 BBB 模型相比，我们的技术解决方案具有较低的 FITC-葡聚糖渗透性。重要的是，我们的三维 BBB 模型有效地表达了 P-糖蛋白 (Pg-p)，这是脑源性内皮细胞的标志性特征。总之，我们在此提供了一种完整的整体方法和对整个 BBB 系统的见解，可能在临床和制药领域带来转化意义。
MIT 开放获取文章 微流体控制弹道......
用聚焦的连续波激光照射水溶液会在液体中产生强烈的局部加热，从而导致气泡成核，也称为热空化。在气泡生长过程中，周围的液体通过喷嘴从限制微流体通道中排出，形成射流。使用超快速成像技术对产生的液体射流的特性进行成像。在这里，我们提供了射流形状和速度的现象学描述，并将它们与边界积分数值模型进行了比较。我们定义了参数范围、变化的射流速度、锥度几何形状和液体体积，以实现最佳打印、注射和喷雾应用。这些结果对于基于微流体热空化设计节能无针喷射器非常重要。
用于耦合微流体的多功能 SPH 建模框架...
摘要 许多增材制造 (AM) 技术依赖于粉末原料，粉末原料通过熔化或化学结合随后烧结形成最终部件。在这两种情况下，工艺稳定性和最终部件质量都取决于粉末颗粒和流体相（即熔融金属或液体粘合剂）之间的动态相互作用。本研究提出了一种通用的计算建模框架，用于模拟涉及热毛细管流和可逆相变的耦合微流体-粉末动力学问题。具体而言，液相和气相与由基材和移动粉末颗粒组成的固相相互作用，同时考虑温度相关的表面张力和润湿效应。在激光-金属相互作用的情况下，通过额外的机械和热界面通量来整合快速蒸发的影响。所有相域都使用光滑粒子流体动力学进行空间离散化。该方法的拉格朗日性质在由于相变和耦合的微流体-粉末动力学而动态变化的界面拓扑背景下是有益的。在制定相变时要特别小心，这对于计算方案的稳健性至关重要。虽然底层模型方程具有非常通用的性质，但所提出的框架特别适用于各种 AM 过程的中尺度建模。为此，通过几个应用驱动的示例证明了计算建模框架的通用性和稳健性，这些示例代表了特定的 AM 过程，即粘合剂喷射、材料喷射、定向能量沉积和粉末床熔合。除其他外，它还展示了粘合剂喷射中液滴的动态影响或粉末床熔合中蒸发引起的反冲压力如何导致粉末运动、粉末堆积结构的扭曲和粉末颗粒的喷射。
用于耦合微流体的多功能 SPH 建模框架...
摘要 许多增材制造 (AM) 技术依赖于粉末原料，粉末原料通过熔化或化学结合随后烧结形成最终部件。在这两种情况下，工艺稳定性和最终部件质量都取决于粉末颗粒和流体相（即熔融金属或液体粘合剂）之间的动态相互作用。本研究提出了一种通用的计算建模框架，用于模拟涉及热毛细管流和可逆相变的耦合微流体-粉末动力学问题。具体而言，液相和气相与由基材和移动粉末颗粒组成的固相相互作用，同时考虑温度相关的表面张力和润湿效应。在激光-金属相互作用的情况下，通过额外的机械和热界面通量来整合快速蒸发的影响。所有相域都使用光滑粒子流体动力学进行空间离散化。该方法的拉格朗日性质在由于相变和耦合的微流体-粉末动力学而动态变化的界面拓扑背景下是有益的。在制定相变时要特别小心，这对于计算方案的稳健性至关重要。虽然底层模型方程具有非常通用的性质，但所提出的框架特别适用于各种 AM 过程的中尺度建模。为此，通过几个应用驱动的示例证明了计算建模框架的通用性和稳健性，这些示例代表了特定的 AM 过程，即粘合剂喷射、材料喷射、定向能量沉积和粉末床熔合。除其他外，它还展示了粘合剂喷射中液滴的动态影响或粉末床熔合中蒸发引起的反冲压力如何导致粉末运动、粉末堆积结构的扭曲和粉末颗粒的喷射。
克服微流体技术障碍
芯片实验室 (LoC) 设备实验室程序的小型化以及向单细胞分析或器官芯片 (OoC) 系统等各种平台的转变正在彻底改变生命科学和生物医学领域。因此，微流体正在成为提高关键过程质量和灵敏度的可行技术。然而，尚未建立标准测试方法来验证微流体设备的基本制造步骤、性能和安全性。微流体技术的成功开发和广泛使用在很大程度上取决于社区在建立广泛支持的测试协议方面的成功。需要共识指南的一个关键领域是泄漏测试。由于微流体系统尺寸小、表面积与体积比高、流速低、体积有限以及短距离内压差相对较高，因此在防止和检测微流体系统中的泄漏方面面临着独特的挑战。此外，微流体设备通常采用异构组件，包括独特的连接器和流体接触材料，这可能使它们更容易受到机械完整性故障的影响。微流体系统与传统宏观技术之间的差异可能会加剧泄漏对微尺度性能和安全性的影响。为了支持微流体社区在产品开发和商业化方面的努力，确定微流体设备泄漏的共同方面并标准化相应的安全和性能指标至关重要。需要定量指标来在制造过程期间或之后提供质量保证。还需要实施特定于应用的测试方法来有效表征微流体系统中的泄漏。本综述讨论了评估微流体泄漏的不同方法、使用不同测试介质和材料的好处以及在整个产品生命周期中进行泄漏测试的效用。本文还讨论了可用于表征微流体设备泄漏的当前泄漏测试协议和标准测试方法以及潜在的分类策略。我们希望这篇评论文章能够激发学术界围绕气体和液体泄漏测试标准发展的更多讨论
一个微流体芯片，用于成人的生长和表征...
摘要 - 成年海马神经茎/祖细胞（AHPC），它们是可以自我更新的多功能祖细胞，可以分化为神经元，星形胶质细胞和少突胶质细胞，是一种中枢神经系统（CNS）分子模型，以及3D AHPC NEURASTOR的形成，是ASANPC AHPC AHPC AHPC的形成。在本文中，我们向芯片上培养室内培养了一种新的微流体芯片（NSS-AHPC）。进行细胞固定和免疫染色后，分析了NSS-AHPC的荧光图像。已经发现，包含神经磷类的AHPC仍然很高。细胞增殖和神经元分化，表明NSS-AHPC作为芯片上的体外脑模型的可行性。鉴于其易于使用，低成本和有序的培养室，这种类型的芯片特别适合以有效的方式培养和分析多个体外大脑模型。
离子表面活性剂介导的数字微流体电去湿
使用电信号 1 来操纵基板上的液滴的能力（称为数字微流体）用于光学 2,3 、生物医学 4,5 、热 6 和电子 7 应用，并已导致商业上可用的液体透镜 8 和诊断套件 9,10 。这种电驱动主要通过电润湿实现，液滴在施加电压的作用下被吸引到导电基板上并在导电基板上扩散。为确保强大而实用的驱动，基板上覆盖有介电层和疏水性面漆，用于介电上电润湿 (EWOD) 11-13 ；这会增加驱动电压（至约 100 伏），并可能因介电击穿 14 、带电 15 和生物污垢 16 而损害可靠性。在这里，我们展示了液滴操控，它使用电信号诱导液体脱湿而不是润湿亲水性导电基底，而无需添加层。在这种与电润湿现象相反的电润湿机制中，液体-基底相互作用不是由电场直接控制的，而是由场诱导的离子表面活性剂与基底的附着和分离控制的。我们表明，这种驱动机制可以在空气中使用掺杂硅晶片上的水执行数字微流体的所有基本流体操作，仅需±2.5伏的驱动电压、几微安的电流和离子表面活性剂临界胶束浓度的约0.015倍。该系统还可以处理常见的缓冲液和有机溶剂，有望成为一种简单可靠的微流体平台，适用于广泛的应用。由于疏水表面是液体吸引机制良好运作的必要条件，我们认识到亲水表面对于液体排斥机制来说是首选。由于大多数材料都是亲水性的，如果发现脱湿驱动有效，则可以像 EWOD 一样实现数字微流体，但不需要疏水涂层。虽然大多数电诱导脱湿现象对常见微流体无效，因为它们基于不可逆过程 17,18 或特殊条件 19 ，但涉及表面活性剂的研究表明可逆性是可能的。例如，已经使用氧化还原活性表面活性剂 20 证明了衍生化金电极上水膜的电引发脱湿。此外，有机液滴已在水性电解质 23 中的共轭聚合物电极上移动。最近，通过使用离子表面活性剂，润滑摩擦系数已在固体-液体-固体配置中切换 21 ，沸腾气泡成核已在液体-蒸汽-固体系统中得到调节 22 。然而，这些方法并没有导致微流体平台技术，这需要可逆、可重复、强大且易于应用于液体-流体-固体系统的电驱动 24 。事实上，我们无法在裸露的金属电极 21,22 或介电涂层电极上用含有离子表面活性剂的水滴获得有效驱动。相反，我们发现裸露的硅晶片可以有效地工作，因为它的天然氧化物具有足够的亲水性，可以轻松脱湿，但又足够薄
单面连续光电润湿数字微流控芯片上的液滴二维操控
数字微流控芯片是一种液体处理器，利用电润湿效应移动、合并和分裂液滴，从而进行生化分析。然而，一旦包含几十个以上的电极，硬接线电润湿芯片就会变得繁琐。单面连续光电润湿，其中无特征半导体膜的电润湿效应由光图案控制，是解决这一硬接线瓶颈的有希望的解决方案，但到目前为止，二维液滴操控仍然很困难。在这里，我们演示了通过使用 Z 形光图案沿任意方向操纵液滴，这些光图案将电场旋转任意角度。我们提供了一个驱动液滴朝不同方向移动的理论模型。它通过 Comsol 模拟和实验进行了验证。凹槽宽度的优化使 y 方向的驱动电压大大增加。该芯片可以以 4.86 mm/s 的最大速度沿 y 方向移动染色水滴。这种多维液滴驱动为单侧连续光电润湿开辟了新的可能性，例如合并不在一条线上的液滴、高效液滴混合以及绕过液滴以避免聚结。
推进临床应用的微流控诊断芯片
简介微流控诊断 (µ Dx) 芯片的历史与我们今天所处的信息时代所依赖的复杂微电子电路的发展有着惊人的相似之处。固态晶体管发明之后，人们进行了数十年的不懈创新，力求缩小晶体管的尺寸，并将数十亿个晶体管集成到单个芯片中，从而产生了多功能、廉价的微处理器，计算能力也随着时间的推移呈指数级增长。20 世纪 90 年代，研究人员走上了一条类似的道路，彻底改变了我们用于与生物系统互动以及诊断和指导疾病治疗的工具。该领域的先驱者设想将传感器和执行器缩小到与生物学相关的长度尺度——细胞的微米尺度，