Microfluidics, BioMEMS, And Medical Microsystems III pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Society of Photo Optical

作者:Papautsky, Ian (EDT)/ Chartier, Isabelle (EDT)

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:

价格:90

装帧:Pap

isbn号码:9780819456922

丛书系列:

图书标签:

• Microfluidics
• BioMEMS
• Medical Microsystems
• Lab-on-a-Chip
• Biotechnology
• Microfabrication
• Sensors
• Diagnostics
• Biomedical Engineering
• Healthcare

《微纳流控、生物MEMS与医疗微系统技术：前沿进展与应用展望》 图书简介 引言：微纳尺度技术驱动的生命科学与医疗革命 在二十一世纪，生命科学、生物工程与医学诊断领域正经历着一场由微纳尺度技术驱动的深刻变革。微流控（Microfluidics）、生物机电系统（BioMEMS）以及医疗微系统（Medical Microsystems）的集成与发展，正以前所未有的精度和效率，重塑着我们理解生命现象、进行疾病诊断和开发新型治疗手段的方式。这些交叉学科的进步，核心在于对流体、物质和能量在微米乃至纳米尺度下的精确控制与操控。 本书旨在系统、深入地探讨当前微纳流控、生物MEMS与医疗微系统技术领域最前沿的研究进展、关键技术挑战以及广阔的应用前景。我们聚焦于如何利用微加工技术制造出功能强大的微器件，如何设计出能够模拟复杂生物环境的流体系统，以及如何将这些技术转化为实际的医疗诊断和治疗工具。本书汇集了多位资深专家在理论构建、器件设计、材料科学和生物学验证方面的最新成果，为研究人员、工程师和临床医生提供了一份全面且富有洞察力的参考指南。 第一部分：微流控系统的基础理论与新型构建策略 本部分深入剖析了微流控技术背后的物理化学原理，并探讨了用于构建高性能微流控芯片的新型材料与制造工艺。 1. 微尺度传质与传热： 详细阐述了在微通道内，扩散、对流和电迁移等传质机制如何支配物质的混合与分离过程。特别关注了粘滞力、表面张力以及电润湿效应在微尺度流体控制中的作用。同时，探讨了微通道内热传导和热对流的特殊性，以及如何通过设计实现对微环境温度的精确调控，这对于依赖温度敏感反应的生物实验至关重要。 2. 新型基底材料与柔性微流控： 传统上依赖硅或玻璃的微流控技术正面临柔性化和快速原型制造的需求。本章着重介绍了聚合物（如PDMS、SU-8、热塑性塑料）在微流控器件制造中的应用，包括软光刻、注塑成型和3D打印技术。重点讨论了柔性基底（如PET、聚酰亚胺）上的微通道集成技术，及其在可穿戴设备和体内植入应用中的潜力。 3. 活性流体与智能驱动： 突破传统泵驱动的限制，本节介绍了利用外部场（如电场、磁场、声场）实现无接触或低功耗流体操控的技术。涵盖了电驱动的微泵和微阀的设计原理，以及利用磁性微粒进行靶向运输和混合的技术。此外，对环境响应型聚合物（如智能凝胶）在构建自适应微流控系统中的应用进行了展望。 第二部分：生物MEMS：从细胞操控到类器官培养 生物MEMS是连接微电子机械系统与生物系统的关键桥梁。本部分详细介绍了如何将生物学功能集成到微器件中，实现对细胞、分子乃至组织级别的精确研究。 1. 细胞捕获与分选技术： 阐述了多种基于物理、化学和生物学原理的细胞分离技术。深入分析了基于声波（声流控）、磁场、流体动力学（如离心力、剪切力）的无标记细胞捕获方法。并详细讨论了基于表面配体或抗体识别的免疫亲和捕获技术，以及这些技术如何应用于血液循环肿瘤细胞（CTCs）的分离与分析。 2. 单细胞分析与基因组学： 探讨了微流控平台在单细胞水平进行高通量表征的应用。内容涵盖了单细胞RNA测序（scRNA-seq）的微流控文库制备技术，如液滴微流控技术如何实现纳升级反应体积内的快速、并行化反应。讨论了捕获、裂解、标记和测序兼容性准备的全集成单细胞工作流程。 3. 微组织工程与类器官芯片（Organ-on-a-Chip）： 这是生物MEMS应用中最具革命性的领域之一。本章详细介绍了如何利用微流控芯片模拟人体器官的生理微环境（如血流、机械应力、跨内皮转运）。涵盖了肺、肝、肾、血脑屏障等关键器官芯片的结构设计、细胞共培养策略以及实时成像监测技术。重点讨论了如何利用这些平台进行药物毒性筛选和疾病机制研究。 第三部分：医疗微系统：诊断、治疗与生物传感 医疗微系统是前沿技术向临床转化的主要方向。本部分聚焦于可集成化、高灵敏度的即时检验（POCT）设备和新型微型治疗装置的开发。 1. 高灵敏度生物传感与免疫检测： 介绍了基于微流控和MEMS技术的生物传感器设计，强调了如何通过提高表面积体积比和优化信号放大策略，实现对低浓度生物标志物的检测。内容包括基于表面等离子共振（SPR）、电化学阻抗谱（EIS）和微悬臂梁（Microcantilever）的生物传感器的原理与集成。重点讨论了集成微流控的微阵列芯片在并行化高通量免疫检测中的优势。 2. 微型化药物递送与治疗系统： 探讨了微针阵列、可植入微泵以及智能响应性微囊在药物递送中的应用。详细描述了微针技术如何实现无痛、高效的经皮药物导入。对于体内治疗系统，本书关注了磁性微机器人和可生物降解微器件，它们能够实现精确的局部药物释放或微创手术辅助。 3. 即时检验（POCT）与床旁诊断： 阐述了将复杂的实验室分析流程“芯片化”的挑战与策略。涵盖了从样本采集、预处理（如血浆分离、细胞计数）到最终检测的全集成微流控卡盒的设计。讨论了如何结合光电探测技术和无线通信模块，构建出用户友好、可远程监测的床旁诊断设备，特别是在传染病快速筛查和慢性病管理中的应用。 结论与展望 本书最后部分对当前领域面临的挑战，如标准化、可重复性、长期稳定性以及生物相容性等方面进行了总结。展望未来，微流控、生物MEMS与医疗微系统的发展将越来越依赖于人工智能（AI）辅助的设计优化、新型纳米材料的引入以及与多学科（如合成生物学、机器人学）的深度融合。这些技术的成熟将为个性化医疗、精准诊断和再生医学的实现奠定坚实的技术基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆