摘要。纳米技术的进步使生产最少的工具和设备成为可能,可用于控制微量的UID。目前,在各种ELDS的科学家的关注中心,此类系统被称为微管系统。此外,能够精确控制粒子形式和大小的纳米颗粒的能力至关重要。这项研究的主要目的是查看以喷嘴的微通道是否可以用于通过COMSOL Multiphysics 5.4软件培养基合成多碳酸酯(PCL)聚合物纳米粒子。在这项研究中,液滴离开喷嘴并进入主通道后的速度和静态压力,以及液滴的大小,形状,分布和重量。据透露,该通道的设计使液滴能够保持其稳定的结构。最后,结果表明,在0.00305秒的时间步长之后,液滴在大小和重量分布方面具有双重功能。形成了最大滴饱和质量,并且在0.01秒后,液滴直径大小显示出平稳状态。
癌症仍然是全球主要的健康问题,每年造成数百万人死亡。虽然传统治疗方法在许多情况下可能有效,但它们可能不适用于高度转移性癌症。此外,当肿瘤已经扩散且更难治疗时,才发现肿瘤,这进一步加剧了治疗这种疾病的挑战。因此,人们越来越有兴趣开发互补的组织工程方法,用于早期癌症诊断和治疗,以增强患者的康复。生物工程癌症陷阱因其功效和易用性而备受关注。这些捕获系统采用(生物)化学和机械策略来选择性捕获和限制癌细胞的扩散,从而将其从体内消灭。此外,当集成到微流体设备中时,这些芯片上的癌症陷阱可用于液体活检和循环肿瘤细胞和其他肿瘤衍生物质的早期检测,从而实现精准医疗。本文讨论了这种癌症治疗诊断的创新方法,包括其作用机制、当前发展阶段以及潜在的优势和局限性。
高级体外模型概括了人心脏的结构组织和功能,这对于准确的疾病建模,更可预测的药物筛查和安全药理学非常需要。传统的3D工程心脏组织(EHT)在流量下缺乏异型细胞的复杂性和培养,而通常缺乏3D构造和准确的收缩读数,微型流体的心脏内片(HOC)模型缺乏。在这项研究中,通过培养人类多能干细胞(HPSC)衍生的心肌细胞(CMS),内皮(ECS)和平滑肌细胞(SMC),与人类心脏小胸针(MICBRONIAID-FORMIATS-INTER-MICTRORORY FOR-ORRORORIATH)一起培养,开发了一种创新和用户友好的HOC模型来克服这些局限性。 (μEHTS)具有CM-EC界面,让人联想到生理毛细管衬里。在流量下培养的μEHT显示出增强的收缩性能和传导速度。 此外,EC层的存在改变了μEHT收缩中的药物反应。 该观察结果表明EC具有潜在的类似屏障的功能,这可能会影响药物对CMS的可用性。 这些具有增加生理复杂性的心脏模型,将为筛选治疗靶标的铺平道路并预测药物效应。μEHT显示出增强的收缩性能和传导速度。此外,EC层的存在改变了μEHT收缩中的药物反应。该观察结果表明EC具有潜在的类似屏障的功能,这可能会影响药物对CMS的可用性。这些具有增加生理复杂性的心脏模型,将为筛选治疗靶标的铺平道路并预测药物效应。
摘要:脱氧核糖核酸(DNA)测序技术为披露遗传信息的披露提供了重要数据,并在基因诊断和基因治疗中起着重要作用。传统的测序设备很昂贵,需要大型且庞大的光学结构和其他荧光标签步骤。基于半导体芯片的测序设备具有快速测序速度,低成本和小尺寸的优点。DNA碱基配对的检测是基因测序中最重要的步骤。在这项研究中,成功设计了具有超过1300万个敏感单元的大型离子敏感的晶体管晶体管(ISFET)阵列芯片,用于检测DNA碱基配对。DNA碱基配对由传感器系统成功检测到,其中包括ISFET微阵列芯片,微流体系统和测试平台。芯片达到至少0.5 mV的高分辨率,从而识别了0.01 pH值的变化。这种互补的金属氧化物半导体(CMOS)兼容和成本效益的传感器阵列芯片,以及其他特殊设计的组件,可以形成一个完整的DNA测序系统,并具有潜在的分子生物学领域的应用。
摘要 在本研究中,我们提出了一种新颖的冷却方案,该方案利用铜反蛋白石 (CIO) 在单相冲击喷射冷却系统中进行表面增强。我们执行计算流体动力学模拟来评估 CIO 喷射冷却器的冷却性能。我们的建模结果表明,所提出的 CIO 涂层冷却器可以显著降低平均温度并提高整个芯片表面的温度均匀性。CIO 涂层冷却器的平均努塞尔特数可达到平面喷射冷却器的 2.8 倍。然而,CIO 涂层冷却器的多孔结构会增加总压降。为了确定具有高冷却性能和低能耗的设计,我们研究了两个关键的设计因素,即入口速度和喷嘴到 CIO 的距离。我们的分析表明,增加入口速度会进一步增强热传递,但代价是高压降。另一方面,喷嘴与 CIO 之间的距离越大,压降越小,但传热系数也会降低。通过研究流阻网络,可以进一步了解喷嘴与 CIO 之间的距离的影响。此外,我们提出了一个降阶模型,可以准确捕捉所提设计的热流体特性。
具有可调机械性能的水凝胶已被设计为哺乳动物细胞的矩阵,并允许对细胞命运和功能的动态,机械响应的操纵。最近的研究产生水凝胶,其中生物感受器将光学信号转化为水凝胶力学的可逆变化。他们的初始应用提供了对机械生物学的重要见解,但更广泛的实现受到少量动态可寻址的限制。在此,通过开发具有可逆性调节的基于光感受器的水凝胶来克服这种限制,从≈800pa到SOL状态。水凝胶基于星形的聚乙烯乙二醇,用红色/远红色光感受器植物色素B(Phyb)或植物色素相互作用因子6(PIF6)功能化。用红光照明后,Phyb与PIF6异构二聚体,从而交联聚合物并导致凝胶化。然而,在用远红光照明时,蛋白质会解离并触发完整的凝胶到溶液过渡。全面表征水凝胶的光响应性机械性能,并将其用作可逆的细胞外基质,用于在微流体芯片中哺乳动物细胞的空间控制沉积。预计该技术将为细胞的站点和时间定位开放新的途径,并有助于克服空间限制。
不同保真度之间的个体损失。他们展示了这些改进对几个基本多尺度材料建模挑战的影响,包括二维传热、相变和枝晶生长问题。在这些问题上,与没有此类约束的网络相比,所提出的多保真度、基于物理的约束将预测误差降低了一个数量级。这实现了与底层方程的直接数值解相当的精度。Sarkar 等人在题为“高维工程设计和校准的多保真度和多尺度贝叶斯框架”的论文中,提出了一种用于优化的多保真度建模和信息论顺序采样策略。该方法基于通过高斯过程对各种保真度信息源进行建模,并辅以有效的主动学习策略,这些策略涉及在多尺度架构中顺序选择最佳点。该策略通过压缩机转子的设计优化和微结构预测模型的校准来演示。在题为“工程设计深度强化学习案例研究:应用于流动雕刻微流体设备”的论文中,Lee 等人。通过克服基于进化优化的方法的一些关键弱点(即样本效率低和优化收敛速度慢),解决了如何设计微流体流动雕刻设备。本文将深度强化学习 (DRL) 技术应用于流体雕刻任务,并研究了迁移学习在加速目标流形设计方面的有效性。本文表明,与同类 GA 模型相比,DRL 能够使用明显更少的雕刻支柱来匹配 90% 的目标流形,并提供了一种解释学习模型的方法(使用主成分),而现有的流体雕刻方法无法提供这种解释。Lynch 等人在他们的论文《机器学习辅助拓扑优化数值参数调整》中,提出了一个基于 ML 的元学习框架来确定拓扑优化中的调整参数。这些参数是从过去进行的类似优化问题中学习到的,并根据当前的问题进行调整。这有助于避免手动参数调整中代价高昂的反复试验。在论文《数据驱动的设计空间探索和利用增材制造设计》中,Xiong 等人。提出了一种数据驱动的方法,用于在设计过程的连续阶段进行设计搜索和优化。他们在具体设计阶段使用贝叶斯网络分类器,在详细设计阶段使用高斯过程回归。通过定制踝关节支架的设计说明了该方法。Odonkor 和 Lewis 将数据驱动设计应用于复杂系统(特别是分布式能源资源)的运营策略设计。这篇论文的标题是“分布式能源系统控制策略的数据驱动设计”。最大化套利价值的问题被表述为优化问题,并使用重新解决
不同保真度之间的个体损失。他们展示了这些改进对几个基本的多尺度材料建模挑战的影响,包括二维传热、相变和枝晶生长问题。在这些问题上,与没有此类约束的网络相比,所提出的多保真度、基于物理的约束将预测误差降低了一个数量级。这实现了与底层方程的直接数值解相当的精度。Sarkar 等人在题为“高维工程设计和校准的多保真度和多尺度贝叶斯框架”的论文中提出了一种用于优化的多保真度建模和信息论顺序采样策略。该方法基于通过高斯过程对各种保真度信息源进行建模,并增强了有效的主动学习策略,该策略涉及在多尺度架构中顺序选择最佳点。该策略通过压缩机转子的设计和微结构预测模型的校准得到了演示。在题为《深度强化学习在工程设计中的案例研究:在流动雕刻微流体装置中的应用》的论文中,Lee 等人讨论了如何通过克服基于进化优化的方法的一些关键弱点(即样本效率差和优化收敛速度慢)来设计微流体流动雕刻装置。本文将深度强化学习 (DRL) 技术应用于流动雕刻任务,并研究了迁移学习在加速目标流形设计方面的有效性。本文证明,DRL 能够使用比同类 GA 模型少得多的雕刻柱来匹配 90% 的目标流形,并且提供了一种解释学习模型的方法(使用主成分),而现有的流体雕刻方法并不提供这种方法。 Lynch 等人在其论文《机器学习辅助拓扑优化中的数值参数调整》中提出了一种基于 ML 的元学习框架来确定拓扑优化中的调整参数。这些参数是从过去进行的类似优化问题中学习到的,并根据当前的问题进行调整。这有助于避免手动参数调整中代价高昂的反复试验。在论文《数据驱动的设计空间探索和利用增材制造设计》中,Xiong 等人提出了一种数据驱动的方法,用于设计过程的连续阶段的设计搜索和优化。他们在具体设计阶段使用贝叶斯网络分类器,在详细设计阶段使用高斯过程回归。该方法通过定制踝关节支架的设计进行了说明。Odonkor 和 Lewis 将数据驱动设计应用于复杂系统的操作策略设计,特别是分布式能源资源。这篇论文的标题是“分布式能源系统控制策略的数据驱动设计”。最大化套利价值的问题被表述为一个优化问题,并使用重新求解
确保空间有限的系统中的适当细胞生长,例如微流体技术,对于一致的培养比较和结果至关重要。在本报告中,我们主要介绍SH-SY5Y细胞在具有不同表面积的圆形聚碳酸酯圆形杂种上的增殖。,我们选择了SH-SY5Y细胞,因为它们在神经模型生成疾病的研究中的广泛应用。我们的研究表明,该菜的表面积与细胞生长速率之间存在明确的联系。显然是,直径为10 mm或更多的腔室的细胞生长与标准碟培养物的匹配。观察结果表明,随着腔室直径降低,SH-SY5Y细胞的生长也明显降低,即使具有相同的初始播种密度。此外,我们比较了对HelagFP细胞的影响,后者表现出与SH-SY5Y细胞相似的行为,而16HBE14σ细胞在各种直径下显示出有效的增殖。此外,我们检查了直径为12 mm的密封室中SH-Sy5Y细胞的发展,以观察其在有限的气体交换条件下的生长。使用实时微观范围持续监测细胞的效力以捕获动力学。结果表明,OBSES细胞生长与标准培养皿的生长相当。
摘要:微流体生物传感器的主要问题之一是生物层沉积。典型的制造工艺,例如陶瓷的烧制和硅与玻璃的阳极键合,都涉及高温暴露,任何生物材料都很容易受到高温的影响。因此,目前的方法是基于液体沉积,例如化学浴沉积 (CBD) 和电沉积 (ED)。然而,这种方法并不适用于许多生物材料。通过使用等离子体处理引入陶瓷-聚合物键合,部分解决了这个问题。该方法在等离子体激活和用聚合物盖密封系统之间引入了大约 15 分钟的生物改性窗口。不幸的是,一些生化过程相当缓慢,这段时间不足以将生物材料正确附着到表面。因此,介绍了一种基于生物改性后等离子体激活的新方法。至关重要的是,放电是有选择性的;否则,它会蚀刻生物材料。通过使用等离子处理和与聚合物粘合进行选择性表面改性,可以克服制造陶瓷生物传感器的困难。通过接触角测量和傅里叶变换红外 (FTIR) 分析研究了等离子体改性的区域。为了证明这一概念,制造了一个样品结构。结果表明该方法是可行的。