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高温微流控芯片在高通量催化剂评价中的应用

高温微流控芯片在高通量催化剂评价中的应用

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：刘娜李春林解华林炳承刘中民中国科学院大连化物理研究所

随着组合化学在催化领域的发展,大量新催化剂不断涌现.传统的催化剂评价催化剂耗量大,实验周期长,对比实验条件重复性欠佳,在一定程度上限制了新催化剂的研发.因此建立快速有效的高通量评价体系至关重要.微流控芯片是一种以在微尺度空... 详细信息

随着组合化学在催化领域的发展,大量新催化剂不断涌现.传统的催化剂评价催化剂耗量大,实验周期长,对比实验条件重复性欠佳,在一定程度上限制了新催化剂的研发.因此建立快速有效的高通量评价体系至关重要.微流控芯片是一种以在微尺度空间操控流体为主要特征的新技术,其传质传热快速、条件控制精确、各种反应单元易集成,成为高通量技术的一个重要平台.在各种材质的芯片中,Si/Pyrex芯片因其导热迅速、耐高温高压的特点更适合需要加温加压的催化反应.本实验室搭建了一套Si/Pyrex多通道催化剂性能评价装置,以铜基催化剂催化CO氧化反应为实例来探讨微流控芯片技术高通量评价催化剂的可行性.该芯片由四组阵列通道组成,通道内分别填充担载不同含量催化剂的SiO2均一微球(该微球为实验室以微流控方法制备),同时考察了四种不同催化剂对CO氧化反应的收率和选择性的影响.在芯片微结构内,传质传热迅速,反应快速,原料气通过催化床层仅1.6ms即可完全转化.由于硅的良好导热性能,各反应通道温度一致,CO和O2混合气体进样时也是经过微通道等量分配的,因此各通道反应条件一致,实验重复性好,评价结果可靠性高.由于芯片通道在微米级,填充的催化剂仅在微克级.此外,该反应在245℃下将CO和O2混合,对常规反应器来讲是个巨大的安全风险,而在芯片反应器中用量极少可有效的避免这个问题.可以预见,这样一套高效、可靠、经济、安全的高通量催化性能评价装置在催化剂研发和应用领域必将发挥重要的作用.

关键词：高温微流控芯片高通量催化剂评价

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彩色超声检测精索静脉在附睾炎诊断中的应用

彩色超声检测精索静脉在附睾炎诊断中的应用

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中国超声医学工程学会第十届全国腹部超声学术会议

作者：杨一林段云友李群张勇曹铁生第四军医大学唐都医院超声科

目的应用CDFI技术对急慢性附睾炎进行血流动力学及精索静脉检测.方法本组资料均来自于我院门诊及住院男性患者48例,年龄3-80岁,平均年龄42.8岁.采用Acuson Sequoia512型电脑彩色多普勒检查仪,探头频率10.0MHz,选用外周小器官检查条件... 详细信息

目的应用CDFI技术对急慢性附睾炎进行血流动力学及精索静脉检测.方法本组资料均来自于我院门诊及住院男性患者48例,年龄3-80岁,平均年龄42.8岁.采用Acuson Sequoia512型电脑彩色多普勒检查仪,探头频率10.0MHz,选用外周小器官检查条件,采用直接检查方法.仰卧位附睾炎同侧与健侧对比观测精索静脉内径及Valsalva试验时静脉血流状态,并以频谱多普勒记录返流时间.观察附睾内血流分布特点,将血流分为四种血流类型(0、Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ).

关键词：超色超声精索静脉附睾炎

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空间分解理论在大型复杂溶洞处治中的研究应用

空间分解理论在大型复杂溶洞处治中的研究应用

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第四届全国水工岩石力学学术会议

作者：王清标施振跃温小康张聪山东科技大学资源与土木工程系山东泰安 271019 山东大学岩土与结构工程研究中心济南 250061 山东华联矿业股份有限公司山东沂源 256119 山东科技大学资源与土木工程系山东泰安 271019

岩溶隧道施工中常遇到隧道穿越大型溶洞区，其具有施工困难、安全性低、技术要求高和经济投入大的特点。为研究隧道穿越大型溶洞的技术措施，主要采用了理论探索、理论分析、技术分析对比和工程应用的方法，对空间分解理论在溶洞处治中... 详细信息

岩溶隧道施工中常遇到隧道穿越大型溶洞区，其具有施工困难、安全性低、技术要求高和经济投入大的特点。为研究隧道穿越大型溶洞的技术措施，主要采用了理论探索、理论分析、技术分析对比和工程应用的方法，对空间分解理论在溶洞处治中的应用进行研究，得出以下结论：(1)提出并验证了大型溶洞空间分解理论，使隧道穿越大型溶洞的处治更加条理化、系统化;(2)制定处治措施时应当综合考虑隧道周边溶洞空间与隧道的位置关系和围岩稳定性以及充填物状态等多种因素，制定完善的处治方案，按照溶洞处治原则采取灵活科学的措施，在保证安全的前提下，减少经济投入;(3)通过上院工程实例，验证了空间分解理论在大型复杂溶洞的处治中具有实用性，能够系统的统筹溶洞处治。

关键词：空间分解理论穿越大型复杂溶洞区处治技术

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岩石边坡微震监测安全预警与应用

岩石边坡微震监测安全预警与应用

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第四届全国水工岩石力学学术会议

作者：周钟蔡德文沙椿徐奴文中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司成都 610072 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都 610065

针对锦屏一级水电站左岸边坡突出的稳定性问题，结合微震监测技术，研究了边坡预警框架、微震预警功能、多元信息融合判据，构建边坡稳定性安全预警体系，提出锦屏一级水电站左岸边坡预警思路，建立基于微震监测的边坡稳定性局部预警方... 详细信息

针对锦屏一级水电站左岸边坡突出的稳定性问题，结合微震监测技术，研究了边坡预警框架、微震预警功能、多元信息融合判据，构建边坡稳定性安全预警体系，提出锦屏一级水电站左岸边坡预警思路，建立基于微震监测的边坡稳定性局部预警方法、考虑微震损伤效应的边坡稳定性整体预警方法以及多元信息融合判据的综合预警方法，形成一套独具特色的岩石高边坡稳定性综合预警系统。在此基础上，对左岸坝肩边坡出现的实际工程问题进行成功预警。结果表明，提出的综合预警方法可以较好地预测岩石边坡变形失稳风险，为锦屏一级水电站边坡施工期及运行期的安全预警提供了依据，也为类似岩质边坡工程稳定性预测研究提供了一条新的思路。

关键词：岩石边坡微震监测锦屏一级水电站稳定性安全预警

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快速成型技术在儿童先天性脊柱畸形矫形手术中的应用

快速成型技术在儿童先天性脊柱畸形矫形手术中的应用

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中华医学会小儿外科学分会第八届全国小儿骨科学术会议

作者：黄鲁豫雷伟桑宏勋马真胜第四军医大学西京医院骨科

目的:评估快速成型技术在儿童先天性脊柱畸形的术前评估与术中矫形以及术后疗效评估中的作用.方法:自2005年1月～2010年7月,对68例(1岁7月-16岁,平均年龄8岁)先天性脊柱畸形儿童使用快速成型技术指导后路半椎体切除术椎弓根螺钉内固定术...

目的:评估快速成型技术在儿童先天性脊柱畸形的术前评估与术中矫形以及术后疗效评估中的作用.方法:自2005年1月～2010年7月,对68例(1岁7月-16岁,平均年龄8岁)先天性脊柱畸形儿童使用快速成型技术指导后路半椎体切除术椎弓根螺钉内固定术.所有患者中,胸椎半椎体58椎,腰椎半椎体17例.术前、术后2周及术后半年时采用正侧位X线片评估畸形矫正效果.

关键词：

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量子点聚合度的测量及其在蛋白质定量分析中的应用

量子点聚合度的测量及其在蛋白质定量分析中的应用

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：董苏利石星波盖宏伟江苏师范大学化学化工学院

量子点(QDs)是近年来发展起来的一种新型半导体纳米发光材料.与传统的有机荧光染料相比,量子点具有吸收光谱宽,发射光谱窄;量子产率高,荧光寿命长,抗漂白性能强等特点.作为一种新型的单分子荧光探针,其广泛应用于化学分析、生物传感、... 详细信息

量子点(QDs)是近年来发展起来的一种新型半导体纳米发光材料.与传统的有机荧光染料相比,量子点具有吸收光谱宽,发射光谱窄;量子产率高,荧光寿命长,抗漂白性能强等特点.作为一种新型的单分子荧光探针,其广泛应用于化学分析、生物传感、分子成像等领域.本文主要以宽场显微成像技术为主要手段,根据聚合体中各个量子点所表现出的光谱蓝移的不同步性以及漂白的差异性(如图1),来计算团聚体中量子点的个数,从而实现对蛋白质的定量研究.量子点聚合体是由生物素化的量子点(QD-Biotin)和链酶亲和素(Streptavidin)特异性结合而成,随着加入链霉亲和素的浓度的不同形成各种不同团聚程度的量子点团聚体,在链酶亲和素的浓度为0-5 nM范围内,图1 量子点聚合体聚合度的测量原理量子点聚合物的平均聚合度随着链酶亲和素浓度的增加而增大,且呈线性关系(r2=0.996).这种线性关系能够检测抗凝血酶III的浓度,最低检测线为0.53 nM(图2).基于上述对蛋白质的定量关系的建立,本文还研究了量子点聚合体对生物素化的抗凝血酶III(AT-III-Biotin)的定量.此实验中,AT-III-Biotin和QD-Biotin共同竞争链酶亲和素上的结合位点,形成团聚体(图3).在抗凝血酶III的浓度为0 nM-12 nM时,随着浓度的增大,量子点团聚体的聚合度逐渐变小且呈线性关系,从而对AT-III-Biotin进行定量,其最低检测线为1.37 nM(图4).此方法能够广泛的应用于生物素化的蛋白质的检测.

关键词：量子点聚合度蛋白质定量

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微流控芯片界面沉淀法制备氧化硅颗粒及其初步应用

微流控芯片界面沉淀法制备氧化硅颗粒及其初步应用

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第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：解华李春林刘娜林炳承刘中民中国科学院大连化学物理研究所大连市中山路457号116023

由于微流控技术能够精确控制物质传递和反应条件，近年来已经成为材料合成研究的有力工具.与传统制备方法相比，微流控技术在制备各种形貌的纳米颗粒及微米颗粒时，可以灵活调节颗粒组成、结构、形貌、大小、大小分布以及物理化学性质... 详细信息

由于微流控技术能够精确控制物质传递和反应条件，近年来已经成为材料合成研究的有力工具.与传统制备方法相比，微流控技术在制备各种形貌的纳米颗粒及微米颗粒时，可以灵活调节颗粒组成、结构、形貌、大小、大小分布以及物理化学性质，具有明显优势.SiO2微球具有良好的光学性能和化学惰性，可以制备光子晶体或介孔材料，在生物医学、光学、催化等领域具有较为广泛的应用.沉淀法是制备氧化物颗粒的重要途径.由于芯片通道多在微米级别，如将沉淀剂和前驱体溶液直接混合再切割成液滴制备颗粒，易堵塞通道，难以长时间制备.为解决这一问题，学者们发展了将沉淀剂和前驱体溶液分别生成液滴，再通过特殊结构[1]或外加电场[2]促进液滴融合制备颗粒的方法.但这些方法也存在液滴配对效率较低，流速不能过快，以及外部控制设备复杂的问题，对于连续及批量生产仍有一定局限.本实验室发展了一种界面沉淀法，制备单分散微米级别的SiO2微球.该方法在PDMS芯片上，将液滴生成和沉淀过程分开：即先通过流体剪切生成前驱体液滴，然后再通过液滴界面导入碱性沉淀剂，在线固化制备均一微颗粒.通过调节分散相及连续相的流速，可以调节颗粒的大小(74-148μm)：通过调节沉淀相中的沉淀剂含量，可以改变颗粒的比表面积(136.1-606.2 m2/g)和孔径分布(17.2-41.7(A)).以该方法制备颗粒，在室温条件下可即实现在线固化，不易发生融合，因此粒径均一，变异系数CV可达2％以下.由于沉淀反应发生在两相界面，沉淀不与通道接触，因此不易产生吸附阻塞通道，可实现长时间连续生产.目前单通道芯片产量可达3-4 g/天，可满足一般催化反应的需求，如采用阵列结构，产量还将大大提高.将此方法拓展，还可进行CuZn混合氧化物空心微球以及单分散Fe/SiO2微球的制备.该法制备的SiO2微球粒径均一，可作为流态化模拟的模型粒子;利用其较大的比表面积担载催化剂，还可填充进芯片微反应器，进行催化反应的相关研究.

关键词：微流控芯片界面沉淀法氧化物颗粒催化

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基于微流控荧光定量PCR的MRSA快速检测技术研究

基于微流控荧光定量PCR的MRSA快速检测技术研究

引用

第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：赵树弥朱灵朱灿灿范书广张龙王安刘勇中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院安徽光学精密机械研究所皖江新兴产业技术发展中心

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus,MRSA)是引起院内感染的主要病原菌之一,易引起交叉感染,耐药性和致病能力强,极大地增加了临床治疗难度[1].纸片扩散法、琼脂稀释法、PCR扩增电泳法等传统检测方... 详细信息

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus,MRSA)是引起院内感染的主要病原菌之一,易引起交叉感染,耐药性和致病能力强,极大地增加了临床治疗难度[1].纸片扩散法、琼脂稀释法、PCR扩增电泳法等传统检测方法耗时长、需要样本量多、实验成本高、操作复杂[2].研究发现,femA基因是金葡菌携带的特异性基因,而mecA基因编码产生的青霉素结合蛋白(PBP-2a)对J3一内酰胺类抗菌药物亲和力低,致使在较高的药物浓度下仍继续生长繁殖表现其耐药性[3].因此,可通过同时检测特异性基因femA和mecA对MRSA进行快速鉴别,本文发展一种基于微流控荧光定量PCR的致病菌快速检测新技术.采用光刻法制作了微流控PCR芯片,研制了集成高性能温度控制模块和高灵敏度荧光检测模块的微流控荧光定量PCR分析系统[4].加热制冷模块的升温速率为11.25℃/S,降温速率为5.08℃/***反应试剂按照PCR试剂盒说明进行相应比例的配制.20.2μL的反应体系包括18μL的MRSA耐药基因核酸荧光PCR检测混合液与0.2μL酶(Taq+UNG)以及2μL的DNA模板(浓度为0.4 ng/μL).从配置的20.2μL体系中抽取6μL注入微流控芯片中,密封芯片.在微流控荧光定量PCR平台上进行PCR反应.实验结果表明,使用微流控PCR芯片可以成功实现MRSA特异性基因的快速检测,相对传统的管式PCR,芯片使用6μL试剂在30分钟内就完成了MRSA特异基因的检测,不仅节约了反应试剂,而且极大提高了检测速度.该技术可扩展到其他致病菌的检测,具有良好的应用前景.

关键词：微流控芯片荧光定量PCR MRSA

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皮托管和靠背管的改造应用

皮托管和靠背管的改造应用

引用

2014年全国电力行业CFB机组技术交流服务协作网第十三届年会暨第四届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议

作者：罗勇郑昭神华神东郭家湾电厂热动试验室陕西神木 719300

目前国内电力行业用来测量风、烟气流总压和静压以确定气流速度普遍采用皮托管或靠背管。皮托管的构造见图一,头部为半球形,后为一双层套管。测速时头部对准来流,头部中心处小孔(总压进口)感受来流总压p0,经内管传送至压力计。头部后3～... 详细信息

目前国内电力行业用来测量风、烟气流总压和静压以确定气流速度普遍采用皮托管或靠背管。皮托管的构造见图一,头部为半球形,后为一双层套管。测速时头部对准来流,头部中心处小孔(总压进口)感受来流总压p0,经内管传送至压力计。头部后3～8D 处(约26-96mm)的外套管壁上(图二：图7)均匀地开有一排孔(静压进口),感受来流静压p,经外套管也传至压力计。对于不可压缩流动,根据伯努力方程(P+1/2ρV2=p0)和能量方程可求出气流马赫数,进而再求速度。相对而言,靠背管结构简单许多,只是并排布置两根带弯头、接口的测量管,一根用来感受来流总压p0,一根用来感受来流静压p,经连接管也传至压力计,通过能量方程式求速度。

关键词：皮托管靠背管速度马赫数金属软管

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微流控介电电泳芯片上死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选

微流控介电电泳芯片上死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选

引用

第九届全国微全分析系统学术会议、第四届全国微纳尺度生物分离分析学术会议、2014国际微流控芯片与微纳尺度生物分离分析学术会议

作者：王人杰董春燕蒋艳徐溢重庆大学化学化工学院重庆大学微系统研究中心新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室

本文建立了基于微流控DEP芯片分析系统的死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选新方法.分析系统主要由微流控DEP芯片、交流信号发生器、倒置显微镜、CCD成像系统等构成.DEP 芯片由载有金叉指电极的玻璃基底和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,P... 详细信息

本文建立了基于微流控DEP芯片分析系统的死-活鼠伤寒沙门氏菌的分选新方法.分析系统主要由微流控DEP芯片、交流信号发生器、倒置显微镜、CCD成像系统等构成.DEP 芯片由载有金叉指电极的玻璃基底和聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)盖片两部分组成.叉指电极共有50根微电极,每根电极宽度为30μm,电极间距为20μm.鼠伤寒沙门氏菌经高温高压灭菌后,得到灭活鼠伤寒沙门氏菌.以去离子水为缓冲液,分别以浓度为2.62×106 cfu mL-1的死、活鼠伤寒沙门氏菌为样品,在1.0 μL min-1的进样流速下分别将死活鼠伤寒沙门样本通入DEP芯片的电极区,对其施加不同的介电信号(交流电压和激发频率),用倒置显微镜观察死、活鼠伤寒沙门氏菌在微电极上的富集情况.结果显示,当交流电压峰峰值为6V,激发频率小于5 MHz时,死、活鼠伤寒沙门氏菌均可被富集到微电极边缘,激发频率等于5 MHz时,活鼠伤寒沙门氏菌可被富集到微电极边缘,而灭活鼠伤寒沙门氏菌不能被富集.这是因为灭活细菌的细胞膜会出现穿孔现象,降低了细菌的介电常数.随着激发频率的上升,细菌的介电常数减小,当细菌的介电常数减小到与缓冲液相等时,细菌在该激发频率条件下不受介电电泳力作用,不会被富集到微电极周围.由于灭活的鼠伤寒沙门氏菌的介电常数比活鼠伤寒沙门氏菌的介电常数低,在随着激发频率上升介电常数降低的过程中更容易减小到与缓冲液相等,故当交流电压和进样流速等其他条件一定时,会有一个频率使死细菌不受介电电泳力作用,而仍能使活细菌受到正介电电泳力的作用,从而达到分选富集死、活鼠伤寒沙门氏菌的目的.该方法对于细菌学研究和临床应用具有重要意义.

关键词：死-活鼠伤寒沙门氏菌分选微流控芯片介电电泳

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