拉锥毛细管聚焦流芯片制作与海藻酸钙微纤维生成及初步应用

摘要

近年来微流控纺丝技术在支持生物体系的生长与反应方面得到了许多进展。本论文制作基于拉锥毛细管的简易型微流控聚焦流芯片，将其用来制备微藻酸钙纤维，并初步探索运用于叶绿体的微纤维包封过程。
　　首先，探索提出了一种基于拉锥毛细管的简易型微流控聚焦流芯片的加工制作方法。针对微管拉制器拉制出的拉锥毛细管尖端直径不能精密控制的技术现状，自主发展出一种可精密截取毛细管尖端直径的微流控腐蚀装置，利用这一装置，在显微镜辅助下可确定地加工制备出所需要长度与尖端微尺度直径的拉锥毛细管。围绕利用拉锥毛细管实现流控聚焦流的生成，用微型CNC车床以PMMA为基底材料探索了两种不同的流动封装技术加工方式：一种是常规的表面加工方式，即在PMMA表面上雕刻通道网络结构，定位组合拉锥毛细管于通道内，然后与另一平表面PMMA片通过化学试剂蒸发-荷压方式键合来实现流控封装；另一种是体内加工方式，即在片状块体PMMA内直接加工毫通道及外沿末端螺栓接口，以组合了拉锥毛细管与外部流动接口的中空螺栓的插入与密封来实现可靠的流控封装。实际应用表明，后一种加工方式所形成的拉锥毛细管微流控聚焦流装置，不但简便，即使在甚大流量操作下也十分可靠。
　　其次，以微流控聚焦流芯片来制备海藻酸钙微纤维。用2％海藻酸钠溶液和1%氯化钙溶液为反应体系，探讨了不同溶液流量比下微纤维生成和微纤维直径之间的关系；对微纤维生成过程中通道堵塞原因进行了讨论。
　　最后，以分离提取的叶绿体作为样本，初步观测在海藻酸钙-聚乙烯醇复合微纤维和海藻酸钙微纤维中叶绿体的包封行为。在光微镜下观察到叶绿体是分布在这样形成的纤维中的。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 问题的提出及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究目的和内容

1.4技术路线

2 基于拉锥毛细管的微流控聚焦流芯片的加工

2.1引言

2.2微通道制作的材料及方法

2.3制作拉锥毛细管

2.4基于拉锥毛细管的微流控聚焦流装置构建

2.5实验平台

2.6小结

3 用微流控聚焦流装置制备海藻酸钙微纤维

3.1引言

3.2微流控聚焦流装置制备微纤维

3.3结果与讨论

3.4小结

4 微纤维包封叶绿体初探

4.1引言

4.2海藻酸钙-聚乙烯醇复合微纤维制备

4.3微纤维包封叶绿体

4.4结果与讨论

4.5小结

5 结论及后续工作建议

5.1结论与论文创新点

5.2后续工作研究建议

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果目录与奖励

B. 作者在攻读硕士学位期间获得的奖励

C. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目