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用于微波微流体电路和天线的流体和聚合物的介电谱
引言：液体电介质和绝缘聚合物是柔性电子器件的组成部分[1]–[4]。此外，微流体与微电子技术的集成为高频电子系统开辟了新的研究和开发领域。例如，过去十年来，许多研究都展示了通过流体调节天线输出频率、辐射方向图和极化的方法[5]–[14]。人们还利用流体研究了微波元件的频率调谐，包括滤波器[15]，[16]、移相器[17]，[18]、功率分配器[19]，[20]和振荡器[21]。尽管前文提到流体电子学方面的研究成果日益增多，但关于用于实现这些系统的各种电介质流体和聚合物化合物的介电常数的公开数据却非常有限。在缺乏此类数据的情况下，研究人员通常依靠在某一频率下收集的介电常数数据来近似其设备在其他频率下的响应。直到最近，才开始出现关于感兴趣的介电流体宽带响应的介电光谱研究[22]。在本文中，我们报告了宽带复介电常数
在数字微流体平台上用于定向液滴运动的不对称电极
开发具有大量集成功能的大规模电解式 - 电气（EWOD）平台需要大量电极。传统上通过针计算最小化策略和路线路线方案来解决这一挑战，但我们提出了心形电极，当液滴运动是单向运动时，允许使用更少的引脚。此电极几何形状可确保液滴与前电极的重叠相比，而不是后部电极，从而产生了净毛细管将液滴向前拉的净毛细管。底部直径在0.8到1倍的底部液滴可以在长距离内可靠地驱动电极宽度，仅使用两个交替应用的驱动信号。最大信号开关频率使液滴的可靠运动与施加电压的平方和间隙高度成正比，但与电极直径成反比。互连电路的每个段仅跨越两个电极长度，这简化了电路路由并避免了大规模电极阵列中可能的迹线重叠。通过最小化销钉数，这种不对称设计为多功能大规模的EWOD平台中的电极布置提供了有希望的策略。
通过机械荧光变色揭示微流控装置中微藻的摩擦应力
人们对聚二乙炔的机械荧光变色行为进行了深入研究：通过二乙炔前体的光聚合获得的蓝色非发光固相在机械刺激下转化为红色发光固相。受这些化合物作为微尺度力探针的巨大潜力的启发，机械荧光变色在微藻生物技术中得以实现。事实上，微流控芯片中的机械诱导可以削弱细胞包膜并促进微藻产生的高附加值化合物的提取。据报告，基于聚二乙炔的机械荧光变色传感器能够检测微通道中施加在微藻上的应力。设计了一种三乙氧基硅烷二乙炔前体，它在紫色低发射相中光聚合，并在机械应力下转化为红色高发射相。此后，制定了一项协议，以化学方式在微流体通道中接枝一层聚二乙炔层，并最终证明，在有限区域内压缩莱茵衣藻微藻时，摩擦应力会通过聚二乙炔的机械荧光变色响应显示出来，导致荧光显著增强，最高可达 83%。这种微尺度力探针原型为微流体环境中的微尺度应力检测奠定了基础，它不仅适用于微藻，还适用于任何机械响应的细胞样本。
通过微流控细胞变形芯片进行 CRISPR 相关 (CAS) 效应物传递
摘要：确定用于修饰和操纵选择性特定基因的新的甚至更精确的技术为在基础研究中表征基因功能和用于基因组调控的潜在疗法提供了强有力的工具。基于核酸酶的技术（例如 CRISPR/Cas 系统）的快速发展彻底改变了新的基因组工程和医学可能性。此外，有关 CRISPR/Cas 系统的适当递送程序至关重要，之前大量的综述都集中在 CRISPR/Cas9-12 和 13 递送方法上。尽管付出了所有努力，CAS 基因系统的体内递送仍然具有挑战性。由于包装尺寸受限和某些细胞类型的无能，在使用包括病毒元件和化学载体在内的传统递送工具时，CRISPR 组件的转染通常效率低下。因此，微流控系统等物理方法更适用于体外递送。本综述重点介绍了微流控系统在临床和治疗研究中递送 CRISPR/Cas 系统的最新进展。
用于细胞培养和共培养的嵌入单层纳米纤维的微流体通道
模拟细胞微环境对于类器官和器官芯片研究非常重要。当前的课题之一是将类似血管的结构引入培养系统以改善细胞和组织功能，这值得在设计和系统考虑方面付出特别的努力。基于标准的设备配置，我们制作了一个类似血管的组件，可以轻松集成以进行细胞共培养。该组件由位于开放通道顶部的嵌入单层明胶纳米纤维组成。然后可以用带有模制腔、通道和标准 Luer 连接器的上部塑料板将其封闭。首先将人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 引入类似血管的通道中，并借助旋转装置进行三维培养。然后，施加流动进行细胞骨架重塑，得到致密且排列整齐的 HUVEC 层。随后，将人类胶质母细胞瘤细胞（U87）引入纤维层的上部，并施加流动以进行上部细胞层培养。我们的结果表明，在单层明胶纳米纤维的两侧均形成了 HUVEC 和 U87 细胞层，从而为各种共培养试验提供了可靠的支持。
微流体石墨烯FET模块化核酸生物传感
石墨烯场效应晶体管（GFET）由于其在生物分子信号扩增中的出色特性而被广泛用于生物传感，在临床诊断中具有高度敏感性和高温和护理测试的潜力。然而，复杂的制造步骤中的困难是GFET的进一步研究和应用的主要局限性。在这项研究中，引入了一种模块化制造技术，以在3个独立的步骤内构建微流体GFET生物传感器。纳入了低熔化的金属电极和复杂的流道，以维持石墨烯的结构完整性并促进后续的感应操作。实用的GFET生物传感器具有出色的长期稳定性，并且在各种离子环境中有效地表现。它还表现出高灵敏度和选择性，可在10 FM浓度下检测单链核酸。此外，当与CRISPR/CAS12A系统结合使用时，它促进了以1 FM浓度的核酸无扩增和快速检测。因此，据信这种模块化的微流体GFET可能会揭示在各种应用中基于FET的生物传感器的进一步发展。
基于DNA的福克罗诺探针，用于单次单独...
摘要：组织培养物，尤其是脑器官的分析，进行了高度的协调，测量和监测。我们已经开发了一个自动化的研究平台，使独立设备能够实现以反馈驱动的细胞培养研究实现协作目标。由物联网（IoT）体系结构统一，我们的方法可以在各种感应和驱动设备之间进行连续的，交流的互动，从而实现了对体外生物学实验的准时控制。该框架整合了微流体，电生理学和成像装置，以维持脑皮质器官并监测其神经元活性。类器官是用定制的3D打印室进行培养的，该腔室附着在商业微电极阵列上，用于电生理监测。使用可编程的微流体泵实现周期性喂养。我们开发了抽吸培养基的计算机视觉量估计，达到了高精度，并使用了反馈，以纠正媒体喂养/抽吸周期中微流体灌注的偏差。我们通过比较手动和自动化方案的7天研究对系统进行了为期7天的研究。自动化的实验样品在整个实验过程中保持了强大的神经活性，与对照样品相当。自动化系统启用了每小时的电生理记录，该记录揭示了在每天一次的录音中未观察到神经元发射率的巨大时间变化。
设计和制造3D打印的微流体免疫阵列，用于超敏化蛋白质检测
摘要：微流体技术通过将流体动力学的原理与化学，物理，生物学，材料科学和微电子学的技术合并来彻底改变了装置的制造。微流体系统操纵少量的流体，以执行从化学合成到生物医学诊断的应用。低成本3D打印机的出现彻底改变了微流体系统的发展。用于测量分子，3D打印提供具有成本效益，时间和易于设计的好处。在本文中，我们提供了一个全面的设计，用于创建3D打印的微流体免疫阵列的设计，优化和验证的综合教程，以对多种蛋白质生物标志物进行超敏感性检测。目标是开发护理阵列，以确定侵袭性癌症的五个蛋白质生物标志物。设计阶段涉及定义微通道，试剂室，检测井以及优化参数和检测方法的尺寸。在这项研究中，阵列的物理设计经过了多次迭代以优化关键特征，例如开发开放式检测井以均匀的信号分布和用于覆盖测定期间孔的ap。然后，进行了完全信号优化，以实现灵敏度和检测极限（LOD），并生成校准图以评估线性动态范围和LOD。生物标志物之间的特征变化强调了对量身定制的测定条件的需求。尖峰恢复研究确认了测定的准确性。总的来说，本文展示了设计3D打印的微流体免疫阵列所涉及的方法，严格和创新。优化的参数，校准方程以及灵敏度和准确性数据为生物标志物分析中的未来应用贡献了有价值的指标。
利用微流体电穿孔器对血液中的耐药癌细胞进行敏感
直接评估患者样本在癌症治疗中具有前所未有的潜力。液体活检中的循环肿瘤细胞 (CTC) 是临床中快速发展的原发细胞来源，是实时揭示肿瘤信息的功能分析的理想候选者。然而，缺乏允许直接从液体活检样本中直接主动询问 CTC 的常规方法，这是液体活检在临床环境中转化应用的瓶颈。为了解决这个问题，我们提出了一种使用微流体涡旋辅助电穿孔系统的工作流程，该系统设计用于对从血液中纯化的 CTC 进行功能评估。通过对野生型 (HCC827 wt) 和吉非替尼耐药 (HCC827 GR6) 非小细胞肺癌 (NSCLC) 细胞进行药物反应分析来评估对该方法的验证。被困在微尺度涡旋中的 HCC827 细胞被电穿孔以依次将药物输送到细胞溶胶中。使用自动单细胞图像荧光强度算法，对两种细胞系的电穿孔条件进行了表征，以促进多种药物的递送。能够以高纯度收集掺入血液以模拟耐药 CTC 的 HCC827 GR6 细胞，表明该装置能够最大限度地减少下游敏感细胞检测的背景细胞影响。使用我们提出的工作流程，恢复吉非替尼敏感性的药物组合反映了预期的细胞毒性反应。总之，这些结果代表了一种微流体多药筛选面板工作流程，可以实现对患者 CTC 的原位功能询问，从而加速液体活检的临床标准化。
AFM 微流体悬臂作为单细胞质量测量的重量传感器
Chen-Chi Chien 1、Jiaxin Jiang 2、Bin Gong 3 4 5、Tao Li 2、Angelo Gaitas 1 6 1. 纽约州纽约市伊坎医学院 Estelle and Daniel Maggin 神经病学系，邮编 10029。2. 辛辛那提大学电气工程与计算机科学系，邮编 45221。3. 德克萨斯大学医学分校病理学系，邮编 77555。德克萨斯大学医学分校西利媒介传播和人畜共患疾病中心，邮编 77555。4. 德克萨斯大学医学分校生物防御和新发传染病中心，邮编 77555。 5. 德克萨斯大学医学分校人类感染与免疫研究所，德克萨斯州加尔维斯顿 77555，美国。 6. 生物医学工程与成像研究所，Leon and Norma Hess 科学与医学中心，纽约州纽约市 10029，美国。 关键词 单细胞、质量测量、原子力显微镜、微流体、微悬臂 摘要