检索结果-内蒙古大学图书馆

生命科学 2022年第7期34卷 863-870页

作者：李逸轩杨爽朱彦毛红菊杨剑天津中医药大学国家组分中药重点实验室天津301617 天津中医药大学天津市中药药理学重点实验室天津301617 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

随着微工程的快速发展,多学科交叉产物—微流控器官芯片以其能高度模拟体内微环境、便捷测定生理参数等优点,成为最具价值的动物替代模型之一。新冠疫情肆虐,使得肺芯片的构建及应用越来越广泛,其高度模拟了体内肺组织微环境,包括可溶... 详细信息

随着微工程的快速发展,多学科交叉产物—微流控器官芯片以其能高度模拟体内微环境、便捷测定生理参数等优点,成为最具价值的动物替代模型之一。新冠疫情肆虐,使得肺芯片的构建及应用越来越广泛,其高度模拟了体内肺组织微环境,包括可溶性细胞因子的表达和细胞-细胞间、细胞-细胞外基质间的相互作用,通过体外诱导及给药可探究多种相关细胞因子的表达,达到快速筛药的目的。该文主要阐述了两种类型的肺芯片,即肺泡芯片和小气道芯片,总结其在肺疾病的仿生应用和快速药物筛选中的现况,期望为肺芯片的精准、广泛使用提供有效的科学定位和依据。

关键词：肺泡芯片小气道芯片肺疾病快速筛药

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一种高精度微芯片用于微环境中细胞温度波动监测

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生物化学与生物物理进展 2021年第8期48卷 959-965页

作者：赵雪飞郜晚蕾尹加文管轶华金庆辉宁波大学信息科学与工程学院宁波315211 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

温度是生物体中重要的参数,准确测量细胞在代谢过程中的温度波动可为更深入地探究细胞的能量产生和扩散过程提供有价值的信息,从而促进癌症和其他疾病的研究.本文基于微机电加工和微流控技术制备一批可在微环境下监测细胞代谢过程中温... 详细信息

温度是生物体中重要的参数,准确测量细胞在代谢过程中的温度波动可为更深入地探究细胞的能量产生和扩散过程提供有价值的信息,从而促进癌症和其他疾病的研究.本文基于微机电加工和微流控技术制备一批可在微环境下监测细胞代谢过程中温度波动的微芯片.微芯片由捕获细胞的C形"微坝"结构、供液体流动的"微缝"和监测温度波动的电极结构组成.可将细胞培养、温度监测在微芯片上完成.将有细胞贴壁生长的微芯片放置在37℃恒温环境中,采用恒电流法实时在线连续监测细胞在代谢过程中的温度波动.该芯片共有9个检测单元,每个单元的检测都是完全独立的,可同时检测多个结构上的细胞温度波动情况.微芯片的准确度优于0.013℃,精度为±0.014℃,响应速度约0.1 s,不同厚度Ti/Pt温度传感器的温度-电阻之间的线性拟合参数R2大于0.999.在(37±0.015)℃的恒温环境下监测细胞,发现人肺腺癌细胞系(human lung adenocarcinoma cell,H1975)在代谢过程中温度波动的极差(0.173℃)大于肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)的极差(0.127℃).癌细胞H1975的平均温度(37.001℃)高于正常细胞HSC的平均温度(36.989℃).该芯片为细胞代谢监测、药物筛选等方面提供了新的研究平台.

关键词：肿瘤细胞监测微流控芯片细胞温度实时监测

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基于几何反弹簧结构的高分辨率MEMS加速度计

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仪表技术与传感器 2023年第5期 5-9页

作者：熊瑞宏陈方李昕欣中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050 上海科技大学信息科学与技术学院上海200120 中国科学院大学北京100049

为了提高MEMS加速度计分辨率和灵敏度,提出并设计了一种基于几何反弹簧原理的新型MEMS加速度计结构。拟采用静电力将加速度计静态工作点设置在梁低刚度位置来提高灵敏度。首先通过理论计算和有限元仿真,分析了几何反弹簧结构实现准零刚... 详细信息

为了提高MEMS加速度计分辨率和灵敏度,提出并设计了一种基于几何反弹簧原理的新型MEMS加速度计结构。拟采用静电力将加速度计静态工作点设置在梁低刚度位置来提高灵敏度。首先通过理论计算和有限元仿真,分析了几何反弹簧结构实现准零刚度的原理,并优化了关键几何参数;其次基于免划片SOI工艺完成了MEMS芯片制作;最后搭建了开环测试电路进行测试验证。测试结果表明:施加25 V偏置电压后,加速度计灵敏度从46.3 mV/g提高至51.1 mV/g,线性度为0.99%。验证了静电偏置几何反弹簧结构通过降低刚度系数来提高加速度计的灵敏度的可行性。

关键词： MEMS 加速度计几何反弹簧灵敏度分辨率线性度

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视觉传感器和惯性传感器的时间标定方法

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光学学报 2021年第24期41卷 193-202页

作者：付凤杰李辰懋吴丽刘衍青朱冬晨李嘉茂张晓林中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室-仿生视觉系统实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 上海科技大学信息科学与技术学院上海201210

视觉惯性信息融合的同时定位和建图(SLAM)技术是机器人导航领域的热点问题。多模态数据同步是数据融合算法的前提,其关键在于获取不同传感器采集时刻的准确时间戳。视觉传感器的时间戳可通过硬件方法准确获得,而惯性传感器的时间戳通常... 详细信息

视觉惯性信息融合的同时定位和建图(SLAM)技术是机器人导航领域的热点问题。多模态数据同步是数据融合算法的前提,其关键在于获取不同传感器采集时刻的准确时间戳。视觉传感器的时间戳可通过硬件方法准确获得,而惯性传感器的时间戳通常粗略地用输出时间代替,这必将导致视觉惯性融合算法精度的降低。针对该问题提出了一种视觉惯性传感器的时间同步标定方法。首先设计了一种基于平面单摆的标定装置,视觉传感器与惯性传感器在平面单摆运动中独立捕获数据,并基于同一时钟添加时间标记;其次,提出了基于最小二乘法估计摆锤重心角位移函数和角速度函数的方法;最后,通过比较两个函数的相位差获得惯性传感器的输出延时和时间戳。实验结果表明所提方法的重复标定均方差为0.018 ms,这证明所提方法的有效性。

关键词：机器视觉时间同步标定单摆标定装置视觉惯性同步视觉惯性传感器数据采集时间戳

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参数自适应误差自校准的Sigma-Delta闭环微机械陀螺仪

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飞控与探测 2023年第5期6卷 47-53页

作者：周景川熊瑞宏陈方中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

提出并实现了一种用于MEMS谐振陀螺仪的新型自适应自校准多级噪声整形(MASH)微机电sigma-delta闭环测控电路方案。该技术针对高精度MEMS音叉陀螺仪的误差校准,开发了在线自适应误差校准的MASH2-0闭环测控电路,且无需使用任何额外的机械... 详细信息

提出并实现了一种用于MEMS谐振陀螺仪的新型自适应自校准多级噪声整形(MASH)微机电sigma-delta闭环测控电路方案。该技术针对高精度MEMS音叉陀螺仪的误差校准,开发了在线自适应误差校准的MASH2-0闭环测控电路,且无需使用任何额外的机械校准方法。该技术不仅可以有效地消除由于MEMS音叉陀螺仪敏感元件加工误差和接口测控电路之间的参数失配在输出端产生的误差影响,并且能够校正由非理想信号传递函数而导致的信号链路传输中的频谱失真和增益失配。试验结果表明,与传统的闭环MEMS陀螺仪相比,所提出的自适应MASH2-0闭环测控电路技术可以实现更好的系统稳定性、动态范围和噪声性能。

关键词： MEMS陀螺仪自校准 sigma-delta调制器 MASH 自适应参数匹配

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面向大行程垂直运动的电磁驱动式MEMS微反射镜

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功能材料与器件学报 2023年第3期29卷 202-209页

作者：宋柯宇凌必赟陈栋徐巧吴亚明中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049

本文提出了一种具有大行程垂直位移的电磁驱动式MEMS微反射镜。该MEMS微反射镜基于杠杆原理,以电磁力驱动杠杆的短臂扭转,从而使连接长臂的反射镜面产生较大的位移;采用对称设计的弹性铰链结构,抵消水平方向的位移,以保证反射镜面仅在... 详细信息

本文提出了一种具有大行程垂直位移的电磁驱动式MEMS微反射镜。该MEMS微反射镜基于杠杆原理,以电磁力驱动杠杆的短臂扭转,从而使连接长臂的反射镜面产生较大的位移;采用对称设计的弹性铰链结构,抵消水平方向的位移,以保证反射镜面仅在垂直方向位移。其中,电磁力由固定于镜体结构的永磁体和置于镜体结构周围的电磁驱动组件共同产生。本文通过MEMS工艺加工实现了该MEMS微反射镜的镜体结构部分,并通过机械装配将电磁驱动组件与镜体结构相对固定。机械结构仿真表明:该MEMS微反射镜的杠杆机构的扭转角度与驱动扭矩成正比。电磁仿真表明:基于电磁力的驱动扭矩与线圈电流正相关。实验结果表明:初步设计的镜体结构和电磁驱动组件构成的MEMS微反射镜可以在±70mA的驱动电流情况下实现4mm的垂直位移,并表现出较好的重复性。由于线圈匝数、驱动电路和杠杆结构都有很大的优化潜力,因此该MEMS微反射镜的垂直位移在理论上还可以进一步提高。

关键词： MEMS微镜电磁驱动放大杠杆弹性铰链

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集成Ti/TiO_(2)敏感电极和液接式Ag/AgCl参比电极的pH微纳传感器

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微纳电子技术 2022年第3期59卷 250-256,263页

作者：黄旭东张井合胡凯凯蒋晨星王振宇郜晚蕾金庆辉宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 北航金华北斗应用研究院浙江金华321002 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

常见的pH传感器大多采用电位法进行检测,基于电位法进行检测的传感器由敏感电极和参比电极组成。在尺寸仅为5 mm×5 mm的传感器芯片上制备了钛电极、银电极和铂电阻丝。采用电化学氧化的方法对钛电极进行阳极氧化制成Ti/TiO_(2)敏... 详细信息

常见的pH传感器大多采用电位法进行检测,基于电位法进行检测的传感器由敏感电极和参比电极组成。在尺寸仅为5 mm×5 mm的传感器芯片上制备了钛电极、银电极和铂电阻丝。采用电化学氧化的方法对钛电极进行阳极氧化制成Ti/TiO_(2)敏感电极。采用电化学氯化的方法对银电极进行阳极氯化,再将饱和KCl溶液(3 mol/L)注入参比槽制成Ag/AgCl参比电极。铂电阻丝作为测温元件用于对pH值进行校准,电阻灵敏度约为14.21Ω/℃。在室温下、溶液温度为(13±1)℃时,测试芯片在不同pH值(4~10)溶液中的电压。通过线性分析得到传感器的分辨率约为17.92 mV/pH。控制溶液温度不变,对芯片在不同pH值(4.00、6.00、8.00和10.00)溶液中的电压进行测试,并得到该温度下的传感器分辨率。在不同溶液温度下对传感器的分辨率进行测试。测得不同溶液温度(25、20、15和10℃)下传感器的分辨率分别为28.31、23.45、19.33和13.62 mV/pH。通过温度补偿公式对pH值进行校准,计算得到的理论pH值与实际测量值的偏差≤0.25。传感器芯片具有体积小且易于集成的特点,可应用于各种水环境的检测。

关键词： pH微纳传感器 Ti/TiO_(2)敏感电极液接式参比电极微纳集成制造电化学氧化/氯化

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基于微流控技术构建仿生骨芯片的研究进展

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生命科学 2021年第8期33卷 1047-1053页

作者：陈琛田甜毛红菊刘慧颖大连医科大学口腔医学院大连116044 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

骨是由多种细胞和细胞外基质组成的具有多种功能的动态组织,也是机体在运动中维持机械稳定、平衡力量分布和保护器官的关键组成部分。因此,在体外建立骨组织模型是具有重要意义又极具挑战性的。基于微流控技术在细胞三维共培养上的发展... 详细信息

骨是由多种细胞和细胞外基质组成的具有多种功能的动态组织,也是机体在运动中维持机械稳定、平衡力量分布和保护器官的关键组成部分。因此,在体外建立骨组织模型是具有重要意义又极具挑战性的。基于微流控技术在细胞三维共培养上的发展,以及可以模拟体内微环境,精确控制流体和机械力的特点,研究人员根据骨组织的生理学和病理学特征,实现了血管化骨组织芯片、骨髓芯片、癌症骨转移芯片和骨细胞机械转导芯片的建立。该文对骨生理结构及骨相关疾病进行了概述,着眼于微流控技术在骨模型构建中的优势及其应用,为进一步建立更加完善的仿生骨芯片提供参考和依据。

关键词：微流控器官芯片骨骼骨组织模型

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肝脏疾病的体外细胞模型研究进展

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生物医学工程学杂志 2021年第1期38卷 178-184页

作者：刘婷葛玉卿袁敏熊巧(综述) 赵建龙(审校) 上海理工大学医疗器械与食品学院上海200093 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050 海军军医大学附属长海医院泌尿外科上海200433

不健康的饮食、作息和滥用药物会引起多种肝脏疾病,包括脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化和肝癌等,严重影响人体健康。构筑体外细胞模型在研究肝病及其药物开发中具有重要意义。目前,国内外研究者已经开发出多种体外肝脏疾病模型。本文概... 详细信息

不健康的饮食、作息和滥用药物会引起多种肝脏疾病,包括脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化和肝癌等,严重影响人体健康。构筑体外细胞模型在研究肝病及其药物开发中具有重要意义。目前,国内外研究者已经开发出多种体外肝脏疾病模型。本文概括了体外肝脏病理模型构建的常用策略,并从原料、方法、指标等方面介绍了四种典型肝病相关的体外细胞模型,期望可为肝病模型相关研究人员提供参考。

关键词：肝脏疾病体外模型微环境肝功能标志蛋白

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海洋洋流/潜流测量热分布型微纳流速传感器

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微纳电子技术 2021年第11期58卷 1005-1013页

作者：车啸婷贾治森王振宇管轶华郜晚蕾金庆辉宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室上海200050

设计并仿真了一种利用介质热传递原理工作的流速传感器,适用于低流速区域的海洋洋流/潜流流速测量。通过物理场仿真软件COMSOL对传感器进行了热-流体的耦合场模拟仿真分析,验证了设计传感器的可行性。采用微电子机械系统(MEMS)加工技术... 详细信息

设计并仿真了一种利用介质热传递原理工作的流速传感器,适用于低流速区域的海洋洋流/潜流流速测量。通过物理场仿真软件COMSOL对传感器进行了热-流体的耦合场模拟仿真分析,验证了设计传感器的可行性。采用微电子机械系统(MEMS)加工技术制备了以玻璃为衬底的微纳热分布型流速传感器,加热和测温电阻均采用铂电阻传感器。传感器芯片尺寸仅为10 mm×10 mm,测温电阻与中心加热电阻的间距分别为1和2 mm,完成了芯片的封装及测试。通过实验与分析得出流速和不同间距测温电阻的电压之间的变化关系曲线。两种不同测温电阻和中心加热电阻间距的传感器,可测量的最大流速分别为265和315 mm/s。

关键词：流速传感器微纳传感器微电子机械系统(MEMS) 热敏电阻海洋洋流/潜流

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