浸蚀多孔金属铝模板制备超亲水/超疏水镍阵列材料

本文论述了用一种新型的金属铝隧道孔模板制备较大面积的纳/微分级结构阵列材料。结合化学镀法在该高纯铝隧道孔模板中制备了具有微纳米阵列结构的金属镍薄膜。研究发现,制备的镍阵列薄膜材料表面呈现超亲水性,以低表面能氟硅烷修饰后,该表面变为超疏水性。     

喷墨打印高精度图案研究进展

近年来, 功能材料的图案化及其在高性能光电器件的应用研究受到了广泛关注. 与传统图案化方法相比, 喷墨打印技术更容易实现大面积复杂图案的直接书写和复合功能材料的图案化, 且制备简便, 成本低廉, 使其成为最受关注的图案化方法之一. 综述了近年来喷墨打印制备高精度图案的研究进展. 包括通过优化墨滴的化学组成、调控基材的化学或物理结构以及改进喷墨设备等方法以提高喷墨打印分辨率; 以及通过控制液滴内部的毛细流动和三相接触线的移动抑制喷墨液滴的“咖啡环”效应, 以实现均质打印. 文章最后展望了喷墨打印制备高精度图案的研究发展方向. 这些工作对于实现高性能器件的制备具有重要意义.     

阵列聚合物纳米柱膜的超疏水性研究

浸润性(又称润湿性,Wettability)是固体表面的一个重要特征,它主要由表面化学组成和表面的几何结构两方面控制^[1～5].近年来,超疏水性固体表面由于在防雪、防污染、抗氧化以及防止电流等方面都有非常广阔的应用前景,引起了人们的极大关注[6～11].     

超疏水多孔阵列碳纳米管薄膜

碳纳米管由于具有特异的力学[1] 、光学[2 ] 、电学[3,4 ] 和磁学性质[5] ,使其在锂离子电池[6 ] 和平板展示器[7] 等方面呈现出广泛的应用前景 .Ebbesen等[8] 对无序碳纳米管材料的浸润性进行了详细研究 ,发现其很容易被水润湿 .然而 ,阵列碳纳米管膜的浸润性研究尚未见报道 .固体表面的浸润性主要由表面化学组分和几何结构两方面控制 .通常 ,加大表面粗糙度可以增强其浸润性 [9～ 16 ] .近来 ,超疏水表面 (即与水的接触角大于 1 5 0°的表面 )的研究显示了广泛的应用背景[13～ 16 ] .这种表面通常可由增加表面粗糙度和降低表面能来制备[1…     

可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性

金属表面粗糙结构及其润湿性对其露、霜、冰的相变及传质现象有重要影响. 通过电火花微加工和化学氧化法,本文首先实现了铜片表面微米、纳米阵列结构的可控制备. 针对条纹,方柱和四棱锥三种典型微米结构特征,对比研究了单级粗糙结构和二级复合结构超疏水表面的润湿性、结露、结霜、结冰及其融化过程. 微纳复合结构可有效增强超疏水性,减少霜晶形核和生长速度,同时还能大幅度延缓结冰的时间,多次冷热循环处理后,表面仍能保持较好的防霜抗冰性能. 通过经典形核理论,Brown 凝并,一维传热及传质理论,综合分析了冰霜在这种表面的传质特性.     

可控阵列微纳结构超疏水铜表面冰霜传质特性

金属表面粗糙结构及其润湿性对其露、霜、冰的相变及传质现象有重要影响.通过电火花微加工和化学氧化法,本文首先实现了铜片表面微米、纳米阵列结构的可控制备.针对条纹,方柱和四棱锥三种典型微米结构特征,对比研究了单级粗糙结构和二级复合结构超疏水表面的润湿性、结露、结霜、结冰及其融化过程.微纳复合结构可有效增强超疏水性,减少霜晶形核和生长速度,同时还能大幅度延缓结冰的时间,多次冷热循环处理后,表面仍能保持较好的防霜抗冰性能.通过经典形核理论,Brown凝并,一维传热及传质理论,综合分析了冰霜在这种表面的传质特性.     

采用超疏水微柱阵列模板法制备多糖凝胶微米颗粒

开发了一种制备尺寸均一的多糖基微凝胶(PsMH)的新方法:以超疏水、高黏附的微米级圆柱状结构硅基底为模板,通过在微柱结构顶端黏附微液滴,并在挥发过程中紫外固化,制备了扁平状的PsMH.研究发现,采用此方法制备的PsMH尺寸均一,且均匀分布在微柱顶端.通过改变凝胶预聚液浓度及微柱直径,可以有效调节PsMH的尺寸.这种多糖基微凝胶有望应用于药物递送及纳米粒子载体等方面.     

阵列纸芯片比色法检测碱性磷酸酶

采用5-溴-4-氯-3-吲哚磷酸盐(BCIP)/氯化硝基四氮唑蓝(NBT)显色体系,构建了阵列纸芯片比色检测碱性磷酸酶(ALP)的方法.首先,借助烘干处理方式在光刻法制备的阵列纸芯片微孔中固定显色试剂,然后加入ALP进行显色反应,最后,采用凝胶成像仪和普通照相机成像,读取显色强度(灰度值)进行比色检测.详细考察了显色条件对检测结果的影响,探讨了人血清白蛋白对ALP检测的增色效应,在最佳实验条件下,ALP检测的线性范围为1.5～20 U/L,检出限(3 σ)为0.78 U/L(n=18),比文献报道中纸芯片上检测ALP方法的检出限低约两个数量级.本方法成功用于实际血清样品检测,测定结果与临床值一致.在此基础上,构建了双色阵列纸芯片,通过颜色的变化实现了ALP的可视化半定量检测.     

柱状结构阵列碳纳米管膜的超疏水性研究

浸润性是固体表面的重要性质之一 .决定固体表面的浸润性的两个主要因素中 ,化学性质是内因 ,而几何结构形貌也是不可缺少的重要因素 .通过改变固体表面的粗糙度可以改变其浸润性 [1～ 5] .通常 ,人们用水接触角的大小来衡量固体表面水的浸润性 ,水与固体表面的接触角大于 1 5     

透明超疏水纳米阵列的构建及露滴自弹跳特性

利用溶胶-凝胶技术制备氧化锌晶种层,再通过化学氧化法在FTO玻璃表面制备了高度垂直取向的氧化锌纳米棒阵列.研究了晶种溶胶浓度和液相化学生长时间对阵列纳米结构形貌的影响规律和作用机理,并进一步分析了表面润湿性和透明性的变化情况.通过氧化锌纳米棒阵列的可控构建,获得了平均透光率可达95%的透明超疏水表面.密集生长的纳米阵列使得该表面在稳态结露条件下,直径约10μm的小尺度球状露滴合并后易发生自驱弹跳,脱附率高,露滴数量密度、覆盖率和平均直径均能保持在恒定范围,显示出优异的抗结露特性.     

液滴在超疏水形状记忆微阵列表面上定向/非定向滚动的可逆调控

利用3D打印、 模板赋形和表面修饰的方法, 制备出具有竖直结构的超疏水形状记忆微阵列. 该微阵列的竖直状态和倾斜状态能够基于形状记忆效应进行可逆调控. 当微阵列的结构发生改变, 液滴在表面的滚动状态也随之发生变化. 液滴在竖直的微阵列上表现出非定向滚动特征, 即液滴向微阵列两侧运动的滚动角是一致的. 在倾斜的微阵列上, 液滴则表现出定向运动的功能, 即液滴沿着微阵列倾斜方向上的滚动角要小于逆着阵列倾斜方向的滚动角. 因此, 本文通过调控微阵列形态实现了对液滴定向/非定向滚动的可逆调控.     

基于微流控芯片的微阵列分析

微阵列芯片具有高通量、微量化和自动化等特点,已经在很多领域得到广泛应用。但是微阵列芯片仍然具有不足之处,如所需设备昂贵、分析时间较长、灵敏度不高、多样品平行分析能力不足等。微流控芯片微米级的通道具有相对较大的比表面积和较短的扩散距离,能够显著加快分析速度、提高检测效率、增强分析性能,并且能够加工大量的平行通道用于多样品分析。目前已经有大量文献报道将微流控芯片和微阵列芯片相结合,发展了独特的杂交方式并在实验和理论上分别证明了两者相结合的优势,本文综述了将微流控芯片技术应用于微阵列分析的研究进展,着重介绍了在微流控芯片上进行微阵列分析时的杂交方式、促进杂交的措施以及杂交过程的数学建模,同时也介绍了其他分析步骤方面的进展。最后分析了目前微流控芯片技术在进行微阵列杂交应用方面的不足及其原因,并指出这两项技术相结合的优势和未来。     

Electrochemical Evaluation of Binding Affinity for Aptamer Selection Using the Microarray Chip

Simultaneous evaluation of the binding affinity of a series of aptamers toward a target molecule was investigated using an electrochemical microarray chip. The chip was modified by immobilizing seven aptamers obtained from the SELEX process and a control sequence onto gold nanoparticle‐comprised conducting polymer‐coated microarray electrodes. The chip was then incubated with the target molecule, kanamycin. The electrochemical response of the captured kanamycin was studied to evaluate the binding affinity of the aptamers, which showed the same trend with the fluorescence spectroscopic results. The lowest dissociation constant between a selected aptamer and kanamycin was determined to be 38.06±0.73 nM.     

Synthesis and characterization of a nanostructured photoluminescent silsesquioxane containing urea and dodecyl groups that can be patterned on carbon films

A silsesquioxane was synthesized by the hydrolysis and polycondensation of (EtO)₃Si(CH₂)₃NHCONH(CH₂)₁₁CH₃ in tetrahydrofuran (THF) employing formic acid as catalyst. The silsesquioxane self-assembled into nanorods due to the strong H-bonds among urea groups and the tail-to-tail associations of organic chains. The nanostructuration was characterized by a variety of experimental techniques (FTIR, ²⁹Si NMR, XRD, TEM, HRTEM, and SAED). A colloidal solution of the silsesquioxane in methanol was deposited on a carbon film generating coffee ring structures with nanoparticles located at the boundary of rings. The significance of these results is related to the intrinsic photoluminescence of silsesquioxanes containing urea groups. The possibility of patterning these hybrid polymers on a surface can give place to materials exhibiting periodically modulated optical properties with potential applications in optoelectronics and light-emitting devices.     

微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建

研发了一种多层复合微流控芯片,包含64细胞培养微孔阵列,该微阵列集成了细胞进样、水凝胶三维支架形成和持续灌流培养的过程.以MCF-7乳腺癌细胞为模型,连续培养中监测细胞存活率、细胞密度、增殖率和细胞内pH值,并同时进行冰冻切片后免疫组化染色.实验结果显示,乳腺癌细胞在水凝胶微球中增殖形成了类组织结构.E-cadherin及Vinculin在细胞内、细胞间隙均出现较强表达,提示水凝胶微球中细胞建立了细胞-细胞、细胞-间质连接.芯片上连续培养15天内细胞存活率保持在85％以上,细胞增殖率随时间延长而递减.细胞内pH值检测显示芯片3D培养细胞内部呈现明显的酸化,其程度随着细胞密度增大而增加.这种芯片肿瘤组织微阵列构建方法简单高效,有望发展成为肿瘤研究的有力工具.     

cDNA基因芯片技术分析三聚氰胺肾毒性的相关基因表达

利用基因芯片技术筛查不同剂量的三聚氰胺干预大鼠肾脏的差异表达基因, 并对筛查的差异基因进行生物信息学分析, 推测三聚氰胺肾毒性的分子作用机制. 结果表明, 高剂量三聚氰胺干预的大鼠肾脏差异表达基因数多于低剂量干预的肾脏差异表达基因, 并且涉及到更多重要的分子功能和代谢途径, 表明三聚氰胺肾毒性具有剂量依赖性, 相比低剂量而言, 高剂量三聚氰胺干预对肾脏的危害更为严重.     

微流控芯片微孔膜液-液萃取系统

微流控芯片(Microfluidic chip)是微全分析系统(MTAS)研究中最为活跃的领域和发展前沿,在仪器微型化方面展现出很多优点^[1].Kitamori等^[2,3]根据多相层流无膜扩散分离技术建立了芯片上的微流控液-液萃取分离系统,对芯片上的液-液萃取方法进行了系统的研究.     

微流控芯片电泳快速分离脂蛋白

描述了一种芯片电泳快速分离脂蛋白的方法. 利用自制的微流控芯片及激光诱导荧光技术电泳分离经硝基苯并噁二唑-C₆-酰基鞘胺醇预染的脂蛋白标本, 在40 mmol/L tricine缓冲液(pH 9.4)中加入40 mmol/L甲基葡胺, 在500 V电压下40 s进样, 在2000 V 电压下2 min内完成分离, 可出现低密度脂蛋白(LDL)与高密度脂蛋白(HDL)两条脂蛋白区带, 5次重复性试验其出峰时间变异系数(CV)为2.6%. 本法为高血脂患者提供了一种快速、简便、灵敏、重复性好的诊断方法.     

芯动时刻——基于微流控芯片的科普实验方案*

依托微流控芯片高效、低耗、微尺度等优势,在微通道体系中设计演示酸碱中和、配位、氧化还原等经典实验。通过微尺度下的多相层流、界面反应和径向扩散等效应,建立以界面扩散为主导的演示实验,全过程以慢镜头的谱带方式展现出来,令反应直观易懂,该实验操作简单,并兼具多学科知识交叉。在本设计教学应用中,针对高中生、本科生和专科生知识背景差异,可在普通实验条件下分级进行,对不同层次的学生进行针对性训练,实验操作难度低、试剂用量少(数毫升)、时间短(数分钟)、场地小,兼顾绿色与安全,适合在各本专科院校及中学的实验教学中普及开展。     

基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究进展

细胞分离技术是细胞分选和细胞种群纯化的重要手段,在生物、医学、农业、环境等许多领域都有重要的应用,是当前生化分析领域的国际研究热点。本文介绍了基于介电电泳的微流控细胞分离芯片的研究现状,阐述了介电电泳的工作原理,并依据细胞尺寸、电极形状、外加信号方式等影响细胞介电电泳的关键因素对不同类型的微流控细胞分离芯片进行了详细介绍,并对该技术的未来发展趋势做了展望。