近年來，微流控技術(shù)越來越多的應(yīng)用于快速診斷的免疫分析方面。目前，用于免疫診斷的技術(shù)有抗體間的分子相互作用SPR檢測、光學(xué)生物檢測方法、電化學(xué)生物檢測方法、力學(xué)生物檢測方法，這些通常是通過基于熒光的或電化學(xué)技術(shù)完成的，其費(fèi)時又費(fèi)力。

本次網(wǎng)絡(luò)課堂主要介紹了結(jié)合微流控技術(shù)的磁學(xué)生物免疫檢測方法。使用不同濃度的納米顆粒以及不同結(jié)構(gòu)的微流體芯片通道，然后使用混頻磁檢測技術(shù)，對于20 nm核芯大小的MNP，LOD為15 ng / μL，樣品體積為14 μL，對于20 nm核芯大小的MNP，可以直接檢測出來的ZDLOD濃度為15 ng / μL，這相當(dāng)于一滴血的體積量。同時，樣品消耗量少、檢測速度快且設(shè)備外形體積小，易于攜帶。

微流控技術(shù)在近年來被廣泛的應(yīng)用于化學(xué)、化工、材料、生命科學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域，同時在分子診斷市場也出現(xiàn)了巨大的應(yīng)用。本次網(wǎng)絡(luò)課堂介紹了微流體隱形眼鏡在眼科診斷中的應(yīng)用。首先介紹了眼淚流體的組份；其次，介紹了隱形眼鏡的結(jié)構(gòu)和微流控加工方法，介紹了壓力驅(qū)動模擬隱形眼鏡的測試結(jié)果；然后，介紹了基于手機(jī)的微型相機(jī)分析一滴眼淚的流體分析結(jié)果。

微流體氣泡是指采用微流控技術(shù)產(chǎn)生的液體環(huán)境中存在的微小腔室。水泡是指微小氣體腔室存在于水溶液中。微流控技術(shù)采用微流控芯片和流量控制泵來產(chǎn)生各種各樣的微氣泡。

微泡沫由分散在液體連續(xù)相中的微泡組成。 泡沫性質(zhì)取決于微泡的產(chǎn)生性質(zhì)和性能。 微氣泡和微泡沫廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、食品、石油增強(qiáng)恢復(fù)、生物學(xué)、化妝品及去污劑等方面。

本次網(wǎng)絡(luò)課堂介紹了微氣泡產(chǎn)生的理論基礎(chǔ)、產(chǎn)生方法（流動聚焦、T型結(jié)構(gòu)或同軸流）、產(chǎn)生裝置及微氣泡的應(yīng)用。

微流控液滴技術(shù)是近年來在微流控芯片上發(fā)展起來的一種研究幾微米至幾百微米尺度范圍內(nèi)微液滴的生成、操控及應(yīng)用的新技術(shù)。微液滴常作為微反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)生化反應(yīng)、試劑快速混合以及微顆粒合成等，極大地強(qiáng)化了微流控芯片的低消耗、自動化和高通量等優(yōu)點(diǎn)。本次網(wǎng)絡(luò)課堂主要介紹了液滴微流控的發(fā)展歷程、微液滴產(chǎn)生方式、液滴微流控的應(yīng)用領(lǐng)域、液滴產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)裝置、雙乳液滴產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)等知識。

（1）單向液體流動
        流體沿相同的方向連續(xù)流動
（2）沒有更多的介質(zhì)消耗
        不受樣本量的限制：再循環(huán)培養(yǎng)基
（3）均勻的剪切應(yīng)力
        相同的流向確保剪切應(yīng)力無變化
（4）長時間的一周實(shí)驗(yàn)
        自動完成幾天的實(shí)驗(yàn)

Elveflow的液體循環(huán)套裝（fluid recirculation pack）是一套完整的系統(tǒng)，可以在微流控實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)液體的重復(fù)利用和單向再循環(huán)。

使用ElveflowZ暢銷的微流控設(shè)備，液體循環(huán)套裝具有多個優(yōu)勢如無脈沖平滑流動，可重復(fù)性，用于細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確和精確的流速控制。它還可以進(jìn)行有限介質(zhì)或更高級應(yīng)用（如復(fù)雜生物流體模式的建模）的長時間的全自動實(shí)驗(yàn)運(yùn)行。

特點(diǎn)
標(biāo)準(zhǔn)的流體循環(huán)套裝使用兩通道的壓力泵以交替地方式將介質(zhì)從一個儲液池輸送到另一個儲液池。循環(huán)注入閥允許在兩個儲液池之間進(jìn)行切換，以確保從液體量Z大的儲液池中輸送液體介質(zhì)。

Elveflow智能界面軟件ESI將流量控制器與循環(huán)注入閥同步，以執(zhí)行液體再循環(huán)。它會在預(yù)定的時間段后自動執(zhí)行儲液池之間的切換，或者在選定量的樣品通過微流控芯片后與流量傳感器MFS或BFS結(jié)合使用。由于憑借強(qiáng)大的scheduler功能，ESI軟件還能夠無縫的運(yùn)行長期實(shí)驗(yàn)。

通過在流體循環(huán)套裝中增加額外的Elveflow設(shè)備，還可以實(shí)現(xiàn)其他功能如流體介質(zhì)切換、一次性進(jìn)樣等。

技術(shù)規(guī)格
標(biāo)準(zhǔn)流體循環(huán)套裝包含以下組件
（1）2通道的壓力泵
（2）1個流量傳感器MFS
（3）1個循環(huán)注入閥
（4）2個儲液池
（5）所有必需的配件：導(dǎo)管、連接器、過濾器等
（6）圖形界面的控制軟件ESI（免費(fèi)無限次下載）

可選項(xiàng)
（1）微流控細(xì)胞培養(yǎng)芯片：提供部分微流體細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)用的芯片
（2）去泡器：有效去除微流體實(shí)驗(yàn)裝置中的氣泡
（3）額外的儲液池
（4）其他流量傳感器如BFS科式流量計(jì)（無需液體介質(zhì)校準(zhǔn)，直接測量）
（5）電腦
（6）顯微鏡和相機(jī)

相關(guān)應(yīng)用

如何實(shí)現(xiàn)微流控實(shí)驗(yàn)的重復(fù)循環(huán)過程？用MUX Injection循環(huán)閥，請點(diǎn)擊 這里

微流控技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于各個領(lǐng)域比如化學(xué)化工、材料、生命科學(xué)、食品科學(xué)等。采用微流控技術(shù)的各種應(yīng)用必然會用到微流控芯片，如何解決微流控芯片溝道的多變性和靈活性是當(dāng)前關(guān)注的一個熱點(diǎn)。本次網(wǎng)絡(luò)課堂介紹了模塊化微流控化學(xué)的應(yīng)用，通過模塊化的組合，完成化工化學(xué)中各種不同微流體芯片的需求。這解決了微流控芯片的溝道靈活性和多變性的難題。此外，本次網(wǎng)絡(luò)課堂還介紹了柔性熱彈性熒光材料Fluoroflex，相比于PDMS材料，其具有更低的吸附性和更高的表面疏水性。

一種全新的微納加工概念推動了微流體系統(tǒng)中顆粒的可擴(kuò)展性和連續(xù)加工制造和組裝。德國亞琛工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家們利用Nanoscribe公司2PP三維打印技術(shù)開發(fā)并演示了一種新的流動、通道集成、連續(xù)生產(chǎn)工藝，用于超小、任意形狀的 3D 顆粒制造。打印過程展示了在 72 小時內(nèi)連續(xù)運(yùn)行制造 150,000 個顆粒。2PP技術(shù)所具備的高設(shè)計(jì)自由度、高形狀精度和材料的靈活性允許制造具有不同形狀、微米尺寸、亞微米特征和各種材料的顆粒。該研究旨在將這種顆粒組裝方法應(yīng)用于細(xì)胞組織工程應(yīng)用，并擴(kuò)大了制造自調(diào)節(jié)、響應(yīng)性和可滲透 3D支架的范圍。

毫米級和微米級顆?？伸`活應(yīng)用于化學(xué)和生化反應(yīng)器所需的支架上。生物反應(yīng)器用于固定和分析反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面上的酶、細(xì)胞或微生物，其性能的關(guān)鍵是能夠調(diào)整影響生物反應(yīng)特性的顆粒的性質(zhì)。為了拓展這一應(yīng)用，來自亞琛工業(yè)大學(xué)RWTH Aachen University和德國亞琛DWI-萊布尼茨互動材料研究所DWI - Leibniz Institute for Interactive Materials的科學(xué)家們提出了一種雙光子連續(xù)垂直流動光刻的新型微納加工概念，實(shí)現(xiàn)了對具有復(fù)雜形狀、微米尺寸和亞微米特征的顆粒進(jìn)行高通量微納加工，從而使尺寸約為20μm的微粒在表面的相互作用下進(jìn)行自組裝3D支架。在研究中，科學(xué)家們還使用各種顆粒形狀、尺寸和材料分析了 3D 組件的滲透阻力和堆積密度。 

將3D打印的任何形狀顆粒的逐層自組裝過程在建筑腳手架上進(jìn)行可視化想象。顆粒的相互作用及其組裝方式取決于顆粒在形狀、材料、電荷、柔軟度和溶劑潤濕性等方面的性質(zhì)。顆粒的自組裝過程取決于顆粒之間的各種效應(yīng)，且這仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

圖片來自于德國亞琛工業(yè)大學(xué)

微粒的流動打印

但是如何在微流體通道內(nèi)進(jìn)行微粒的流動打印呢？答案的關(guān)鍵就是雙光子聚合（2PP）技術(shù)。雙光子在xy平面上進(jìn)行掃描的同時流體樹脂流沿z方向連續(xù)傳輸已打印的xy切片。一旦一個顆粒完成，下一個顆粒就會在連續(xù)打印過程中以相同的方式進(jìn)行制作。

使用 Nanoscribe 的 DeScribe 軟件和 phyton 腳本調(diào)整輸出文件，可以對具有復(fù)雜幾何形狀的各種設(shè)計(jì)進(jìn)行切片并準(zhǔn)備用于流體打印。流體打印過程是連續(xù)的，因此可以在數(shù)小時內(nèi)生產(chǎn)數(shù)千個顆粒，實(shí)現(xiàn)在 72 小時內(nèi)打印多達(dá) 150,000 個顆粒?；?PP三維打印所特有的極大設(shè)計(jì)自由度，可以生產(chǎn)任何形狀的顆粒。與基材打印相比，顆粒的流動打印具有明顯優(yōu)勢，可是實(shí)現(xiàn)連續(xù)制造一個接一個的顆粒，制造兩個顆粒之間無需任何等待時間。在逐層打印時，流動打印方法還繞過了載物臺的 z 移動，因?yàn)檎橇鲃釉?z 方向上傳輸 xy 切片。因此，流動打印代表了制造小而復(fù)雜形狀顆粒的速度提高。 

圖片展示了2PP流體打印過程。激光在xy平面上進(jìn)行掃描，而液態(tài)樹脂沿z方向流動，連續(xù)傳輸已打印的xy切片。該過程在單個顆粒完成后重復(fù)。圖片來自于德國亞琛工業(yè)大學(xué)

顆粒組裝應(yīng)用于3D生物混合組織

小于100μm的顆粒在進(jìn)行自組裝后可形成復(fù)雜的細(xì)胞支架，該支架的反應(yīng)特性可以在調(diào)整顆粒形狀、大小、孔隙率和材料特性時做相應(yīng)調(diào)整。這極高的靈活性非常適合用于創(chuàng)造細(xì)胞培養(yǎng)和組織工程的支架。調(diào)整顆粒幾何形狀會影響表面體積比，從而定制穿過及圍繞結(jié)構(gòu)周圍的流體動力學(xué)。然而，在運(yùn)用流動自組裝生產(chǎn)支架時，控制顆粒組織過程仍然存在挑戰(zhàn)。 

為了研究3D生物混合組織，科學(xué)家們研究了小鼠成纖維細(xì)胞培養(yǎng)物與使用Nanoscribe無細(xì)胞毒性IP-Visio光刻膠進(jìn)行打印的顆粒物的相互作用，該光刻膠具有低熒光性可以更好的在顯微鏡下進(jìn)行細(xì)胞分析。經(jīng)過四天培養(yǎng)后，細(xì)胞在與打印支架的相互作用下不斷增殖并黏附和滲透支架，并將顆粒相互連接形成了新的組織形態(tài)。 

共聚焦顯微圖展示了流體3D打印具有孔隙的顆粒（紅色）作為細(xì)胞培養(yǎng)支架。盡管顆粒自組裝的這個過程是難以控制的，但是最初跡象還是可見的。有痕跡表明細(xì)胞（藍(lán)色）滲入多孔顆粒和肌動蛋白絲（綠色）滲透細(xì)胞。圖片來自于德國亞琛工業(yè)大學(xué)

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)

RWTH Aachen University – Department of Process Engineering

DWI - Leibniz Institute for Interactive Materials 

原文文獻(xiàn)

Two-Photon Vertical-Flow Lithography for Microtube Synthesis      https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201901356

Fabrication, Flow Assembly, and Permeation of Microscopic Any-Shape Particles https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202107508

用戶友好型智能操作軟件ESI包括一個非常適合OB1壓力和流量控制器的PID算法。
Bronkhorst流量傳感器（BFS）以非常高的精度測量將使您能夠非?？焖俚乜刂仆ㄟ^微流體芯片的液體流量。

Bronkhorst流量傳感器
適用于微流體應(yīng)用的可調(diào)范圍：
1、從[1.67μL/min; 83μL/min]到[1.67μL/min; 3.3mL/min]
2、市場上的Z佳精度：量程范圍內(nèi)的任何地方都具有0.2%的精度，優(yōu)異的可重復(fù)性。
3、低內(nèi)部體積：13μL
4、適用于多種氣體和液體
5、高速測量
6、直接的質(zhì)量流量測量，與流體特性無關(guān)。

實(shí)驗(yàn)裝置
對于此實(shí)驗(yàn)裝置，需要用到以下Elveflow設(shè)備：
1、Elveflow壓力&流量控制器OB1
2、Bronkhorst Coriolis流量傳感器
3、用于實(shí)驗(yàn)裝置連接用的微流體導(dǎo)管
4、微流體配件和連接器

組件構(gòu)成
OB1微流體控制器

Bronkhorst流量傳感器

樣品儲液池

微流控導(dǎo)管和適配器

使用Elveflow智能軟件ESI逐步進(jìn)行流體流量控制

確保所有的電纜和導(dǎo)管都與Elveflow儀器連接良好。在開始實(shí)驗(yàn)之前，需要進(jìn)行漏氣測試并去除實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)的任何氣泡。

選擇合適的配件是邁向?qū)嶒?yàn)成功的diyi步，如果您對配件不熟悉，可以咨詢我們。

流量傳感器對振動和運(yùn)動擾動非常敏感，因此，建議您盡可能的經(jīng)常將其固定在穩(wěn)定的桌面上或是某個物體的表面上。如果您需要測量氣體流速，請參閱datasheet中有關(guān)傳感器位置的具體建議。

8）三角形PID調(diào)節(jié)示例，其中三角形圖形在50-200μL/min之間，周期為10s。流體流速顯示在上圖圖表的右側(cè)刻度上。

更加詳細(xì)的內(nèi)容介紹，請查看如下鏈接：http://blog.sina.com.cn/fangdzxx

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免疫分析系統(tǒng)校準(zhǔn)方法

免疫分析系統(tǒng)作為醫(yī)學(xué)檢測中的重要工具，廣泛應(yīng)用于疾病的診斷、監(jiān)控以及生物標(biāo)志物的定量分析。為確保免疫分析系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果，必須進(jìn)行嚴(yán)格的校準(zhǔn)。免疫分析系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法是保證檢測結(jié)果性的核心環(huán)節(jié)。本文將介紹免疫分析系統(tǒng)校準(zhǔn)的方法及其在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

免疫分析系統(tǒng)的校準(zhǔn)是指通過標(biāo)準(zhǔn)化的操作程序和對比已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，調(diào)整和驗(yàn)證分析儀器的響應(yīng)，從而使其輸出結(jié)果符合預(yù)期的參考值。校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到免疫分析結(jié)果的可靠性，因此，在每次檢測之前對免疫分析系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的校準(zhǔn)是至關(guān)重要的。

免疫分析系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法通常依賴于使用標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行驗(yàn)證。標(biāo)準(zhǔn)品通常是已經(jīng)知曉其濃度和特性的樣本，這些標(biāo)準(zhǔn)品與待測樣本進(jìn)行比較，以確保分析儀器在測量過程中不會出現(xiàn)偏差。使用標(biāo)準(zhǔn)品時，首先需要確定適用的標(biāo)準(zhǔn)品濃度范圍，然后根據(jù)儀器的操作手冊進(jìn)行步驟性校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)方式通常被稱為“基于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的校準(zhǔn)”。

免疫分析系統(tǒng)還常常使用儀器自帶的內(nèi)部控制材料進(jìn)行校準(zhǔn)。這些控制材料通常是由設(shè)備制造商提供的，它們的特性已知，且能夠在多個測量周期內(nèi)保持穩(wěn)定。通過將這些控制材料與待測樣品進(jìn)行分析，系統(tǒng)能夠在自動校準(zhǔn)過程中調(diào)整自身的測量偏差。內(nèi)部控制材料的使用還能夠減少操作人員的誤差，提高校準(zhǔn)的便捷性和準(zhǔn)確性。

除了標(biāo)準(zhǔn)品和內(nèi)部控制材料的使用外，免疫分析系統(tǒng)的校準(zhǔn)還涉及溫度、濕度等環(huán)境因素的控制。免疫分析系統(tǒng)的測量結(jié)果容易受到環(huán)境因素的干擾，因此，進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控并在合適的環(huán)境條件下進(jìn)行校準(zhǔn)是非常必要的。例如，溫度變化會影響免疫反應(yīng)的速率，濕度波動則可能影響試劑的穩(wěn)定性。因此，保持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的穩(wěn)定，尤其是在校準(zhǔn)過程中，對于確保免疫分析系統(tǒng)的準(zhǔn)確性起到了至關(guān)重要的作用。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，免疫分析系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法也在不斷創(chuàng)新。例如，某些系統(tǒng)已采用自動化校準(zhǔn)技術(shù)，通過傳感器和智能軟件來實(shí)時調(diào)整分析設(shè)備的響應(yīng)，從而簡化了傳統(tǒng)的校準(zhǔn)流程，提高了效率和準(zhǔn)確性。自動化校準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用，不僅減少了人為操作的誤差，還能在更短時間內(nèi)完成校準(zhǔn)，適用于高通量的檢測需求。

免疫分析系統(tǒng)的校準(zhǔn)是保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵步驟。采用標(biāo)準(zhǔn)品、內(nèi)部控制材料以及嚴(yán)格控制環(huán)境因素，能夠有效提高系統(tǒng)校準(zhǔn)的精度。隨著技術(shù)的發(fā)展，自動化校準(zhǔn)技術(shù)也在逐步應(yīng)用，為免疫分析系統(tǒng)的精確性提供了更加堅(jiān)實(shí)的保障?？茖W(xué)的校準(zhǔn)方法不僅可以提高診斷精度，還能為臨床醫(yī)生提供更為可靠的數(shù)據(jù)支持，從而在疾病診斷與中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

微流體的流體輸送需要引起特別的注意。PneuWave泵是一款高性能的氣壓泵，具有流量傳感和可追溯性。而且，這一切都是電動的！

 微流體輸送泵的新時代

內(nèi)部壓縮機(jī)對流體容器加壓，導(dǎo)致流體從容器內(nèi)流出。內(nèi)部流量傳感器測量通路上的流體流量。壓力和流量數(shù)據(jù)由板載微處理器監(jiān)控，微處理器在需要時會自動對壓力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。

PneuWave氣壓泵對流體容器加壓，容器的體積范圍可以從幾個μL到大于1 L，容器采用安靜、集成的微型壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)加壓。一旦容器加壓，容器內(nèi)的流體流入管道。在線流量傳感器測量實(shí)際的流量。當(dāng)在流量控制模式下操作時，流量傳感器和壓縮機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)都與微處理器連續(xù)通信?；诹髁總鞲衅髯x數(shù)，微處理器向壓縮機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送命令，允許以nL分辨率進(jìn)行高度精確的流量控制。通過這種方式，可以實(shí)現(xiàn)可編程的流動剖面。或者，PneuWave氣壓泵可以在壓力控制模式下工作，其中壓縮機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置在用戶定義的值，并且不再進(jìn)行基于流量傳感器讀數(shù)的任何調(diào)節(jié)。在流量控制模式和壓力控制模式下記錄流量和壓力。

包含在PneuWave氣壓泵中：

l  集成內(nèi)部流量傳感器

l  集成內(nèi)部壓力傳感器

l  集成內(nèi)部壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

l  集成內(nèi)部板載微處理器

l  超過用戶定義的Z大壓力時安全關(guān)閉

l  可選使用外部氣源供應(yīng)

l  Falcon導(dǎo)管的壓力帽

l  PC軟件

l  LabVIEW VI

l  前面板顯示控制

l  可在板上存儲多個校準(zhǔn)

PneuWave氣壓泵的可選件：

l  各種壓力帽

l  壓力室

l  導(dǎo)管/適配器/聯(lián)合接頭

l  帶集成驅(qū)動電子設(shè)備的液體隔離閥

l  用于模擬輸出，觸發(fā)和報警的I/O模塊

l  用于生成不同液體校準(zhǔn)的軟件

主要特點(diǎn)

l  內(nèi)置一個安靜的壓縮機(jī) – 全電動！無需外部壓縮機(jī)！

l  精確、準(zhǔn)確的流體流量控制

l  納升分辨率

l  基于氣動模式，帶集成流量傳感器的閉環(huán)

l  無脈沖流動

l  響應(yīng)時間快，穩(wěn)定性好

l  無限制的流體儲液池容積

l  通過用戶友好的控制軟件實(shí)現(xiàn)可編程的流體輸送

l  可以通過前顯示器或PC軟件（獨(dú)立和LabVIEW）進(jìn)行操作

l  可配置1到8個通道

l  獨(dú)立控制或與PC同步

l  可以在流速或壓力控制模式下運(yùn)行

l  可以存儲多個校準(zhǔn)，以便對不同液體進(jìn)行精確的流速控制

l  低死體積的流體路徑

l  兼容多種化學(xué)品

l  高性能

l  非常適用于微流體應(yīng)用

l  可選的擴(kuò)展I/O功能

流量規(guī)格參數(shù)

想要更多了解微流控氣壓泵PneuWave的詳細(xì)詳細(xì)，請查看鏈接：http://m.sdczts.cn/zt10926/product_294731.html