浅论喷射基于微流体数字化喷射细胞微胶囊制备技术信

论文导读：0μm,相应的粒径标准偏差小于5μm,具有较好单分散性。可通过驱动电压和微喷嘴内径参数制约细胞微胶囊的粒径大小和分布。在细胞的活性影响和粒径的制约等方面优于微流控芯片技术。进行了微流体数字化喷射制备单细胞微胶囊探讨。通过制约管径不大于2倍细胞粒径,将细胞序列整列为单列排列,制约脉冲喷射步长制约喷射的细胞数量,
摘要：细胞微胶囊在疾病治疗、组织培养、三维药物筛选、细胞新陈代谢浅析等方面有着广阔运用前景。以“节拍化”方式制备细胞微胶囊对单细胞微胶囊的制备以及后续细胞的高效集成化、自动化操作都具有重要作用,现有微流控芯片液滴生成技术有着成本高、通用性差,对细胞活性影响较大等不足。将高黏度细胞悬浮液分割为微小均匀液滴是细胞微胶囊制备技术的核心。本论文以微流体数字化技术为起点,对微流体数字化驱动细胞悬浮液的原理、论述及微流体数字化驱动下细胞悬浮液微流动特性进行了浅析,建立了微流体数字化驱动下圆管中细胞悬浮液脉冲运动流量论述模型,定性确定了影响微流体脉冲流动的各种系统参量。基于微流体数字化技术设计制作了电磁铁为作动器,电磁吸合撞击振动梁产生交替脉冲惯性力的撞击式微流体数字化喷射实验系统,实现了微尺度、低雷诺数微管内高黏度液体以及高黏度固-液两相流体的稳定脉冲喷射。实现了海藻酸钠微胶囊的“节拍化”制备和对固体颗粒“节拍化”的包囊。系统结构简单,具有良好的微结构特性,对液体的极性没有要求。进行了细胞悬浮液稳定脉冲喷射和“节拍化”包囊细胞探讨。以微流体数字化脉冲喷射实现了尺度量级10-103μm细胞的“节拍化”包囊,对不同粒径以及粒径不均匀的细胞都具有良好的适应性。制备的细胞微胶囊平均粒径可小至30μm,相应的粒径标准偏差小于5μm,具有较好单分散性。可通过驱动电压和微喷嘴内径参数制约细胞微胶囊的粒径大小和分布。在细胞的活性影响和粒径的制约等方面优于微流控芯片技术。进行了微流体数字化喷射制备单细胞微胶囊探讨。通过制约管径不大于2倍细胞粒径,将细胞序列整列为单列排列,制约脉冲喷射步长制约喷射的细胞数量,当脉冲喷射步长不大于2倍细胞粒径时,以微流体数字化脉冲喷射可实现单细胞的脉冲喷射和对单细胞“节拍化”包囊。调节驱动电压及细胞与喷嘴内径比,可制约单细胞微胶囊的粒径大小和分布。设计制作了脉冲喷射用同轴微喷嘴,进行了低雷诺数微流体同轴脉冲喷射特性和稳定喷射实验探讨,进行了微流体同轴脉冲喷射“节拍化”包囊细胞探讨。确定了稳定同轴脉冲喷射合适内径比和端口相对位置等几何参数,实现了细胞液和海藻酸钠溶液同轴、同步脉冲喷射,以“节拍化”方式实现了细胞共微胶囊的制备。将淋巴细胞与台盼蓝溶液制成共微胶囊,实现了微胶囊中细胞活性的直接检测。关键词：微流体论文固-液两相流论文数字化喷射论文同轴喷射论文微液滴论文细胞微胶囊论文单细胞微胶囊论文共微胶囊论文
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Abstract7-16
1 绪论16-38

1.1 细胞微胶囊综述16-21

1.1 细胞微胶囊概述与运用16-19

1.2 细胞微胶囊运用要求及运用中有着的不足19-21

1.2 细胞微胶囊的制备材料及制备技术21-33

1.2.1 细胞微胶囊制备材料综述22-24

1.2.2 细胞微胶囊制备技术分类及特点24-29

1.2.3 细胞微胶囊的制备技术进展综述29-33

1.3 探讨内容与论文结构33-38

1.3.1 论文来源33-34

1.3.2 论文结构与探讨内容34-36

1.3.3 论文专用术语表及符号对照表36-38

2 微流体脉冲驱动-制约原理、论述及实验装置探讨38-77

2.1 微流体脉冲驱动-制约的技术特点及制约策略38-39

2.2 微流体脉冲驱动-制约下微管道内细胞悬浮液流动特性39-50

2.1 边界层论述39-43

2.2 细胞悬浮液微流边界层脉冲驱动原理43-45

2.3 固壁运动下低雷诺数微管内细胞悬浮液的微流动45-50

2.3 撞击式微流体脉冲驱动-制约实验系统50-63

2.3.1 系统设计和制作51-53

2.3.2 脉冲撞击作用下振动梁的运动学模型53-55

2.3.3 撞击式微流体数字化喷射实验系统振动特性测量实验55-63

2.4 撞击式微流体脉冲驱动-制约基础实验63-75

2.4.1 微管道内的液体脉冲流动实验63-66

2.4.2 实验系统的微流体数字化稳定喷射特性66-68

2.4.3 海藻酸钠微胶囊制备实验68-73

2.4.4 微流体数字化微喷射制备T钛合金微球微胶囊实验论文导读：微胶囊制备的影响124-1285.4.2驱动电压对淋巴细胞微囊制备的影响128-1305.4.3淋巴细胞和台盼蓝溶液共微囊进行微胶囊中细胞活性检测130-1325.4.4淋巴细胞与荧光试剂罗丹明B共微囊进行细胞荧光染色132-1355.5本章小结135-1366总结与展望136-1406.1探讨总结136-1386.2革新点138-1396.3探讨展望139-140致谢140-141附录1
73-75

2.5 本章小结75-77

3 微流体数字化喷射制备淋巴细胞微胶囊探讨77-93

3.1 材料与策略77-79

3.

1.1 仪器与试剂77-78

3.

1.2 实验策略78-79

3.2 实验结果与浅析79-92
3.

2.1 低雷诺数微管中淋巴细胞海藻酸钠悬浮液数字化脉冲流动及喷射结果79-82

3.

2.2 超低雷诺数超细微管道内高黏度细胞悬浮液稳定脉冲喷射阈值82-84

3.

2.3 淋巴细胞微胶囊的形态84

3.

2.4 微喷嘴内径对淋巴细胞微胶囊粒径的影响84-87

3.

2.5 驱动电压对淋巴细胞微胶囊粒径的影响87-89

3.

2.6 液体黏度对淋巴细胞微胶囊粒径的影响89-90

3.

2.7 数字化喷射策略对淋巴细胞活性影响评估90-92

3.3 本章小结92-93
4 微流体数字化喷射制备单细胞微胶囊实验93-115

4.1 微流体数字化技术实现单细胞喷射条件93-100

4.

1.1 材料与策略93-95

4.

1.2 细胞脉冲流动历程中的单列整列95-96

4.

1.3 微管中的细胞脉冲流动和逐颗喷射96-98

4.

1.4 单脉冲作用下细胞步距和液滴中细胞数量制约98-100

4.2 单细胞微胶囊制备实验100-112
4.

2.1 材料与策略100-101

4.

2.2 分离后鱼卵形态与分布以及鱼卵存活率101-102

4.

2.3 千微米尺度管道内(RE量级为1)流体的稳定喷射阈值102-104

4.

2.4 未经分选的鱼卵单细胞微胶囊的制备104-109

4.

2.5 分选后均匀鱼卵单细胞微胶囊的制备109-111

4.

2.6 微胶囊制备策略对鱼卵细胞活性影响评估111-112

4.3 单细胞微胶囊制备普适性验证112-113

4.4 本章小结113-115

5 微流体数字化同轴喷射制备细胞共微囊115-136

5.1 数字化喷射用同轴微喷嘴设计制作115-117

5.

1.1 数字化脉冲喷射用同轴微喷嘴设计115-116

5.

1.2 数字化脉冲喷射用同轴微喷嘴制作116-117

5.2 材料与策略117-119
5.

2.1 仪器与试剂117-118

5.

2.2 实验策略118-119

5.3 微流体数字化同轴喷射特性实验结果浅析119-124
5.

3.1 微流体数字化同轴微喷射结果119-120

5.

3.2 微流体数字化同轴喷射稳定喷射状态的建立和制约120-123

5.

3.3 外喷嘴湍流对内喷嘴喷射的影响123-124

5.

3.4 内、外喷嘴内径比对微流体数字化同轴喷射的影响124

5.4 微流体数字化同轴喷射制备淋巴细胞和生化试剂共微囊实验结果浅析124-135
5.

4.1 同轴微喷嘴内径对淋巴细胞微胶囊制备的影响124-128

5.

4.2 驱动电压对淋巴细胞微囊制备的影响128-130

5.

4.3 淋巴细胞和台盼蓝溶液共微囊进行微胶囊中细胞活性检测130-132

5.

4.4 淋巴细胞与荧光试剂罗丹明B共微囊进行细胞荧光染色132-135

5.5 本章小结135-136
6 总结与展望136-140

6.1 探讨总结136-138

6.2 革新点138-139

6.3 探讨展望139-140

致谢140-141
附录141-143
参考文献143-156