微流控芯片细胞分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

林金明 著

图书标签:

• 微流控芯片
• 细胞分析
• 生物芯片
• 微流体技术
• 生物医学工程
• 分析化学
• 细胞生物学
• 诊断技术
• 实验室技术
• 生物传感器

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030567062

版次：01

商品编码：12319297

包装：平装

丛书名： 现代分析方法及应用技术丛书

开本：32开

出版时间：2018-03-01

页数：348

正文语种：中文

内容简介

　　本书详细介绍了微流控芯片细胞分析的基本原理、设计、发展和应用情况，系统地总结了微流控芯片细胞分析研究领域中所涉及的芯片设计与制作、细胞分选与识别、细胞培养与观察、细胞迁移、单细胞分析等**研究成果。同时还通过众多的图片和范例对过去十多年完成的研究成果进行了广泛的回顾。全书共13章，其中多个章节的内容来自于作者实验室的研究成果、科研经验以及学习的总结，希望通过对前沿领域的探究来帮助自己突破工作中的瓶颈。本书着重介绍了一些前沿的技术内容，如三维细胞培养、微流控液滴技术以及相关领域的**趋势，并提出了可能的发展方向。

目录

前言
第1章 微流控芯片的设计和制作
1.1 引言
1.2 微流控芯片制作材料的发展
1.2.1 无机材料在芯片制作中的应用
1.2.2 硅弹性体材料
1.2.3 热固性与热塑性塑料
1.2.4 凝胶材料
1.2.5 纸基微流控芯片
1.2.6 杂化材料
1.3 芯片制作方法
1.3.1 软光刻法
1.3.2 广义纳米尺度通道技术
1.3.3 三维打印技术
1.4 微流控芯片功能结构单元的集成
1.4.1 流体操控：微泵、微阀和混合器
1.4.2 浓度梯度产生器
1.4.3 细胞培养单元
1.4.4 芯片集成生物传感器
1.4.5 微流控离心装置
1.5 总结与展望
1.5.1 床边诊断
1.5.2 可植入设备
1.5.3 智能移动设备
参考文献

第2章 微流控芯片上细胞分析的研究进展
2.1 引言
2.2 细胞培养
2.2.1 三维细胞培养
2.2.2 细胞共培养
2.2.3 芯片上的组织/器官
2.3 细胞操控
2.3.1 基于微结构的细胞操控
2.3.2 自由流细胞操控
2.3.3 电动力细胞操控
2.4 细胞刺激
2.4.1 流体控制
2.4.2 梯度产生
2.4.3 机械力刺激
2.5 细胞分析
2.5.1 样品准备
2.5.2 样品分析
2.6 结论与展望
参考文献

第3章 微流控细胞分选与识别技术在生物医学中的应用
3.1 引言
3.2 基于物理方法的微流控细胞分选技术
3.2.1 基于精细微结构的芯片用于细胞捕获
3.2.2 基于微流控芯片流体力学的细胞分离方法
3.2.3 基于表面声波的微流控细胞分选技术
3.2.4 基于介电电泳的微流控细胞分选技术
3.3 基于生物亲和的微流控细胞分选技术
3.3.1 基于抗体亲和识别的细胞分选技术
3.3.2 基于核酸适配体的特异性细胞捕获技术
3.3.3 基于生物纳米界面的细胞捕获技术
3.4 微流控细胞分选与识别在生物医学中的应用研究
3.4.1 血液循环肿瘤细胞分离、识别与分析
3.4.2 微流控细胞分选技术在细胞生化分析中的应用
3.4.3 微流控细胞分选技术在干细胞分离与纯化中的应用
3.5 结论与展望
参考文献

第4章 基于微流控芯片的细胞培养和观察
4.1 引言
……

第5章 微流控芯片上的细胞迁移研究
第6章 微流控芯片结合生物材料用于细胞培养和分析
第7章 基于液滴的微流控细胞分析
第8章 微流控技术下的单细胞分析
第9章 微流控芯片-质谱在细胞分析中的应用
第10章 微流控芯片上的生化分析技术及其应用
第11章 微流控芯片上药物研究进展
第12章 微流控芯片上细胞代谢物的研究
第13章 基于微流控技术的微生物学研究

好的，这是一份关于《微流控芯片细胞分析》一书的详细图书简介，内容将围绕该领域的核心技术、应用及其重要性展开，但不会直接提及该书的特定内容或结构： --- 《微流控芯片细胞分析》：开启微纳尺度生命科学的精密之窗 在当代生命科学研究与临床诊断领域，对单个细胞乃至亚细胞结构的精准操控与深度解析，已成为推动突破性进展的关键瓶颈。传统细胞学方法，如显微镜观察、流式细胞术等，往往依赖于大量的细胞群体，难以捕捉到细胞间的异质性，且在样本处理和试剂消耗上存在天然的局限。随着精密工程技术与生物学需求的深度融合，一个全新的研究范式——微流控技术——应运而生，为细胞分析带来了前所未有的革命性变革。 本书聚焦于微流控技术在细胞分析领域的应用与前沿进展，旨在系统阐述如何利用在微米甚至亚微米尺度上精确控制流体行为的工程学原理，实现对生命活动过程的精细化、高通量、低耗量的监测与分析。 I. 微流控芯片的基础构建与流体力学精要 微流控技术的核心在于其独特的芯片平台。这种平台通常由高分子材料（如PDMS、聚合物）或硅基材料制成，其内部通道的尺寸与细胞或生物分子的大小相当。理解并掌握这些微小通道内的流体动力学行为至关重要。 通道设计与制造工艺： 芯片的设计绝非简单的缩小化，它需要精确考虑流体的雷诺数、毛细作用力以及表面张力等在微尺度下占据主导地位的物理效应。从软光刻技术到3D打印技术，不同的制造工艺决定了芯片的精度、成本以及可定制性，直接影响了后续实验的成功率。设计者必须熟练运用计算流体力学（CFD）模拟工具，预判流场分布、剪切力梯度以及混合效率，以确保在纳米级别的精度上实现对细胞的精确分选和培养。 流体操控技术： 在微通道内，流体的层流特性使得对流、扩散成为主要的物质传输机制。如何利用压力驱动、离心力驱动，或是电场、磁场等外部物理场，实现对流体和细胞的精准操控，是实现复杂分析流程的前提。例如，利用微泵和微阀构建的集成系统，可以模拟体内复杂的血流环境，为细胞功能研究提供更真实的生理模型。 II. 细胞分离、捕获与单细胞分析的基石 微流控芯片最引人注目的应用之一，便是其在复杂生物样本中对特定细胞进行高效分离和高精度分析的能力。 基于物理属性的分离技术： 传统的离心分离效率低下且可能损伤细胞。微流控平台则利用细胞的物理特性，如尺寸、弹性、密度和电荷，设计出各种结构化的分离单元。例如，利用细胞阻抗或基于几何结构的筛分（如DSA），可以在不损伤活细胞的前提下，实现对循环肿瘤细胞（CTCs）或特定免疫细胞的高纯度捕获。这种“无标签”的分离方式极大地简化了后续分析的复杂性。 基于生物识别的分选策略： 结合表面化学修饰技术，芯片表面可以功能化特定的配体（如抗体），实现对具有特定表面标志物的细胞的特异性捕获。这种高选择性的捕获，尤其在早期癌症诊断和传染病监测中展现出巨大的潜力，能够从海量正常细胞中筛选出极其罕见的靶细胞。 单细胞高分辨率分析： 一旦细胞被精确捕获或隔离，微流控系统便充当了一个微型反应器。它能够将试剂的用量降至皮升级甚至飞升级，极大地提高了反应的灵敏度。在单细胞转录组测序（scRNA-seq）等前沿研究中，微流控技术是实现高效液滴生成、单细胞包裹和文库制备的核心工具，为揭示细胞异质性、解析细胞命运决定过程提供了前所未有的精度。 III. 微环境模拟与功能性细胞模型构建 生命现象的发生离不开其所处的微环境。微流控芯片的精巧结构，使其成为构建“器官芯片”（Organ-on-a-Chip）和模拟生理病理过程的理想载体。 组织微环境的重现： 通过构建多通道、多层结构的芯片，研究人员可以精确控制不同细胞群之间的界面、营养物质的梯度以及机械刺激的施加。例如，在“肺泡芯片”中，可以模拟呼吸运动产生的拉伸力，以及血液与气体交换过程中的物质转运，从而研究药物在呼吸道中的吸收与毒性，远优于传统的二维培养体系。 药物筛选与毒性评估： 药物研发周期长、成本高。微流控平台通过高通量集成化的方式，能够在一个小型芯片上并行测试数以百计的药物剂量或不同细胞模型的反应。这种高内涵（High-Content）的筛选，不仅能够快速评估化合物的有效性，还能通过实时监测细胞形态、代谢活动和分子表达，深入理解药物的作用机制和潜在毒性，为精准医疗提供快速、可靠的体外验证数据。 IV. 集成化与未来展望 未来的微流控技术发展趋势是高度集成化和智能化，即“片上实验室”（Lab-on-a-Chip, LOC）。这要求将细胞处理、分子检测（如PCR、免疫分析）和信号读取等多个功能单元集成到一个单一的芯片系统中。 即时检测（POCT）的实现： 通过将微流控与电化学、光学传感器技术相结合，可以实现对血液、唾液或尿液样本的快速、自动化分析，无需复杂的实验室环境。这对于偏远地区的疾病筛查和重症监护病房的实时监测具有巨大的社会和医疗价值。 数据驱动的闭环系统： 结合人工智能和机器学习算法，未来的微流控系统将能够实时分析检测数据，自动调整实验参数，优化细胞培养条件，实现从样本输入到结果输出的全自动化、自适应的闭环控制。 总而言之，微流控芯片细胞分析技术是工程学、材料学与生物学交叉融合的典范。它不仅是理解生命奥秘的强大工具，更是推动下一代精准诊断和个性化治疗发展的核心驱动力。掌握这些技术，即是掌握了在微观尺度上操控生命、洞察健康的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，最先吸引我的是其中关于微流控芯片在免疫诊断方面的潜力。近年来，随着对疾病早期检测和精准治疗的需求日益增长，传统的诊断方法在速度、灵敏度和成本方面都面临着挑战。这本书似乎为我们描绘了一个新的图景：通过微流控技术，我们可以构建出高度集成化、便携式的免疫检测平台。我设想，书中会详细介绍如何利用微流控芯片实现抗原抗体的特异性结合，以及如何通过光学、电化学或其他检测手段来量化分析结果。尤其让我感兴趣的是，微流控芯片如何能够减少样本用量，缩短检测时间，甚至实现在床旁快速诊断。我期待书中能够提供一些具体的案例，例如，如何利用微流控芯片快速检测传染病标志物，或者监测肿瘤标志物，从而为临床决策提供更及时、准确的信息。此外，我也想了解书中关于微流控芯片在活体细胞成像和动力学研究方面的应用，比如如何长期观察单个细胞的行为，以及如何实时监测细胞对外界刺激的响应。这样的研究将极大地推动我们对细胞生命活动的理解，也为新药研发提供了新的思路。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的主题——微流控芯片细胞分析——感到非常着迷，它触及了我一直以来对微观世界精准操控的想象。我期待书中能够详细介绍微流控芯片在细胞培养和成像方面的创新应用。设想一下，在高度受控的环境下，我们可以模拟体内复杂的微环境，从而更真实地观察细胞的生长、增殖和相互作用。我希望书中能够深入探讨如何利用微流控芯片实现对细胞培养条件的精细调控，例如，精确控制培养基的流动速度、氧气浓度以及pH值，以优化细胞的生长和功能。同时，我也对书中关于微流控芯片与先进成像技术相结合的研究非常感兴趣，比如如何利用微流控芯片进行高分辨率的活细胞成像，以及如何实时监测细胞内部的动态过程。这样的研究不仅能够加深我们对细胞生命活动的理解，也为疾病的诊断和治疗提供了新的视角。我期待书中能够展示一些具有代表性的案例，例如，如何利用微流控芯片研究癌细胞的侵袭和转移机制，或者如何利用其观察胚胎发育过程中的细胞行为。

评分☆☆☆☆☆

一本关于微流控芯片技术在细胞分析领域应用的书籍，这本身就勾起了我极大的好奇心。我一直对那些能在微观尺度下精确操控流体，进而实现精细化分析的技术感到着迷。这本书似乎提供了一个绝佳的窗口，让我得以窥探这个前沿领域。想象一下，在指甲盖大小的芯片上，能够实现细胞的分选、计数、药物筛选，甚至单个细胞的基因组分析，这该是多么令人振奋的景象。我特别关注书中是否会深入探讨微流控芯片的设计原理，比如不同类型的微通道结构如何影响流体动力学，以及如何通过精巧的设计来克服微尺度下的传质传热挑战。当然，更重要的是，这本书能否清晰地阐述微流控技术如何被集成到实际的细胞分析流程中，例如，如何将细胞样品导入芯片，如何在芯片内进行标记、检测，以及最终如何导出分析结果。我很期待书中能够展示一些典型的应用案例，或许是癌症细胞的早期诊断，或者是干细胞的分化研究，这些具体的例子能够帮助我更好地理解这项技术在科研和临床应用中的价值。同时，我也希望作者能够提供一些关于微流控芯片制造工艺的介绍，哪怕是简要提及，也能让我对这项技术的实现过程有一个初步的认识，而不仅仅是停留在概念层面。毕竟，理论与实践的结合，才能真正展现技术的生命力。

评分☆☆☆☆☆

对于长期从事生物医学研究的我来说，这本书的出现仿佛是一场及时的甘露。我一直以来都在寻找能够突破传统实验瓶颈的技术手段，而微流控芯片技术无疑是近年来最令人瞩目的技术之一。我希望这本书能够深入浅出地解释微流控芯片在基因组学和蛋白质组学研究中的应用。想象一下，在微小的通道内，我们可以实现高效的核酸提取、扩增，以及蛋白质的分离和鉴定。这不仅能够显著提高实验效率，降低成本，还能在单个细胞层面进行基因和蛋白质的分析，从而揭示细胞异质性。我很想知道书中是否会讨论如何利用微流控技术实现高通量的基因测序和蛋白质组学筛选，比如在药物研发过程中，如何快速评估候选药物的有效性和潜在毒性。另外，我也对书中关于微流控芯片在干细胞培养和分化调控方面的应用感到好奇。如何利用微流控技术精确控制培养环境，如氧气、营养物质和生长因子的浓度，从而引导干细胞向特定谱系分化，这对于再生医学的研究至关重要。我期待书中能够提供一些相关的实验设计思路和技术指导，帮助我将这些先进的技术应用到我的研究中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，隐约透露着一种科技感，让我对其中的内容充满了期待。作为一名对新兴技术充满好奇心的爱好者，我尤其关注微流控芯片在药物递送和靶向治疗方面的应用。我设想，书中会探讨如何利用微流控技术构建出具有特定功能的微胶囊或纳米颗粒，用以包裹药物，并实现对其在体内的精准释放。这对于提高药物的疗效，同时减少副作用具有重要的意义。我非常希望能够了解到书中关于如何设计微流控系统，以实现对载药微粒的大小、形貌以及药物释放速率的精确控制。此外，我也对书中关于微流控芯片在细胞行为调控，例如诱导细胞迁移、增殖或凋亡等方面的研究进展感到兴趣。如果能够精确地调控细胞的行为，那么在组织工程、伤口愈合等方面将会有巨大的应用前景。我希望这本书能够提供一些关于微流控芯片在这些领域的具体技术实现方法，以及相关的实验数据和结果分析。