微流控芯片技術(shù)是一門基于物理化學和分析化學，并借助納米技術(shù)和微機械，在生物化學和生物醫(yī)學工程的推動下興起的多學科交叉融合的學科，具有自動化、小型化、集成化、耗樣少、反應(yīng)速度快等諸多優(yōu)勢，應(yīng)用前景非常廣闊。自從微流控芯片技術(shù)誕生以來便得以迅速發(fā)展，引起了學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注，成為一門具有戰(zhàn)略意義的新興科學技術(shù)。
本書旨在向廣大讀者介紹微流控芯片技術(shù)的基礎(chǔ)理論和前沿應(yīng)用。全書共分為6章，內(nèi)容涵蓋微流控技術(shù)基礎(chǔ)理論與發(fā)展歷程、微流控芯片中的物理場、微流控芯片材料與加工工藝、微流控芯片中的前處理與檢測技術(shù)、數(shù)字微流控技術(shù)，以及微流控芯片在船舶海洋環(huán)境中的應(yīng)用。書中介紹了微流控技術(shù)的基本理論、基本方法、關(guān)鍵技術(shù)和最新的研究進展。本書適合作為微流控技術(shù)、分析化學、生物技術(shù)和微機電系統(tǒng)（MEMS）等相關(guān)領(lǐng)域科研人員和技術(shù)人員的參考資料。
王俊生，大連海事大學教授，主要從事光電傳感與微流控芯片光電檢測技術(shù)及其在船舶海洋環(huán)境中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，并作為遼寧省重點實驗室負責人，大連市重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊負責人，入選遼寧省“百千萬人才工程”百層次、交通運輸青年科技英才、首批遼寧省“興遼英才計劃-青年拔尖人才”、遼寧省創(chuàng)新人才支持計劃，大連市杰出青年科技人才支持計劃。研發(fā)了基于光電微納傳感的生物污染物快速檢測成套裝備，應(yīng)用于海事、海關(guān)檢疫檢驗、海產(chǎn)養(yǎng)殖、污染物檢測、生物醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，并得到應(yīng)用單位的一致好評，打破國外進口產(chǎn)品壟斷，達到國際領(lǐng)先水平，產(chǎn)生顯著的社會效益。獲得了遼寧省技術(shù)發(fā)明一等獎（排名第1，2020）、中國海洋工程科學技術(shù)獎一等獎（排名第2，2019）、中國航海學會技術(shù)發(fā)明一等獎（排名第2，2020）、中國航海學會青年科技獎（獨立獲獎）、大連市技術(shù)發(fā)明二等獎（排名第1，2020，2018）、遼寧省自然科學學術(shù)成果獎二等獎（排名第1）、遼寧醫(yī)學科技獎三等獎（排名第2）、大連市自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文一等獎（排名第1）。擔任國家科技獎評審專家、交通運輸部科技專家?guī)鞂＜�，以及本學科多個國際學術(shù)期刊編委及審稿人。承擔了國家重點研發(fā)計劃項目課題、國家自然科學基金項目和省部級重點項目27項。發(fā)表論文70余篇，其中SCI期刊論文44篇、EI收錄20余篇次，申請國家發(fā)明專利40余項、國際PCT專利1項，以一發(fā)明人獲授權(quán)發(fā)明專利21項，軟件著作權(quán)3項，專利成果轉(zhuǎn)化3項，向國際海事組織IMO和國際標準化組織ISO提案，相關(guān)成果得到國內(nèi)外同行的廣泛認可，為提升海上交通強國做出了突出貢獻。
第1章 緒論001
1.1 概述 001
1.2 微流控芯片實驗室及其發(fā)展歷史 002
1.2.1 微流控芯片實驗室 002
1.2.2 微流控芯片實驗室發(fā)展歷程 002
1.2.3 微流控芯片實驗室發(fā)展前景 004
1.3 微流控芯片基礎(chǔ) 006
1.3.1 微流控芯片的基本操作單元 006
1.3.2 微流控芯片的分類 009
1.3.3 微流控芯片設(shè)計軟件 011
1.3.4 常用的實驗設(shè)備 012
1.4 微流控芯片的應(yīng)用領(lǐng)域 015
1.4.1 微流控芯片在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用 015
1.4.2 微流控芯片在船舶海洋環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用 015
1.4.3 微流控芯片在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 017
參考文獻 018
第2章 微流控芯片中的物理場021
2.1 概述 021
2.2 微流控芯片中的流場模型 021
2.3 微流控芯片中的電場驅(qū)動模型 022
2.3.1 電動現(xiàn)象理論基礎(chǔ) 022
2.3.2 水平油-水界面中的電動模型 025
2.3.3 空氣-水界面附近的電動模型 028
2.4 微流控芯片中的濃度場模型 030
2.5 微流控芯片中的磁場模型 032
參考文獻 034
第3章 微流控芯片材料與加工工藝037
3.1 概述 037
3.2 材料 037
3.2.1 硅基微流控芯片 038
3.2.2 玻璃基微流控芯片 039
3.2.3 基于聚合物的微流控芯片 040
3.2.4 基于其他材料的微流控芯片 043
3.3 微加工技術(shù) 047
3.3.1 光刻微加工技術(shù) 047
3.3.2 表面微加工技術(shù) 048
3.3.3 體微加工技術(shù) 050
3.3.4 基于三維打印的微加工技術(shù) 053
3.3.5 基于激光直寫的微加工技術(shù) 053
3.3.6 基于電化學的微加工技術(shù) 056
3.3.7 其他微加工技術(shù) 057
3.4 制作工藝 059
3.4.1 基于無機材料的微流控芯片制作 059
3.4.2 基于聚合物的微流控芯片制作 062
3.4.3 微流控芯片表面改性技術(shù) 064
3.4.4 微流控芯片封裝 066
3.5 微流控芯片制作環(huán)境 070
3.5.1 超凈間 070
3.5.2 潔凈度分級 071
3.5.3 超凈間組成及設(shè)備 074
3.5.4 超凈間應(yīng)用 080
3.5.5 超凈間管理制度及安全細則 081
參考文獻 083
第4章 微流控芯片中的前處理與檢測技術(shù)089
4.1 概述 089
4.2 樣品前處理 089
4.2.1 固相萃取技術(shù) 089
4.2.2 膜分離技術(shù) 090
4.3 光學檢測技術(shù) 095
4.3.1 激光誘導熒光分析檢測技術(shù) 095
4.3.2 化學發(fā)光檢測技術(shù) 101
4.3.3 紫外吸收光度檢測技術(shù) 108
4.4 電化學檢測技術(shù) 110
4.4.1 單種類電化學檢測技術(shù) 111
4.4.2 復合電化學檢測技術(shù) 118
4.5 質(zhì)譜檢測技術(shù) 119
4.5.1 氣相分析技術(shù) 121
4.5.2 液相分析技術(shù) 121
4.6 其他檢測技術(shù) 122
4.6.1 生物傳感器檢測技術(shù) 122
4.6.2 熱透鏡檢測技術(shù) 123
4.6.3 單分子熒光檢測技術(shù) 124
參考文獻 125
第5章 數(shù)字微流控技術(shù)132
5.1 概述 132
5.2 數(shù)字微流控技術(shù)理論 133
5.2.1 表面潤濕 133
5.2.2 接觸角 134
5.3 表面張力與介電潤濕 138
5.3.1 表面張力及其調(diào)控 138
5.3.2 介電潤濕 141
5.4 數(shù)字微流控液滴操控 143
5.4.1 微液滴生成機理 144
5.4.2 微液滴合并與分裂 145
5.4.3 微液滴運輸 146
參考文獻 148
第6章 微流控芯片在船舶海洋環(huán)境中的應(yīng)用150
6.1 概述 150
6.2 微流控芯片在船舶壓載水檢測領(lǐng)域的應(yīng)用 150
6.2.1 船舶壓載水典型生物污染物—赤潮藻的檢測 151
6.2.2 船舶壓載水典型生物污染物—病原菌的檢測 157
6.3 微流控芯片在船舶油液污染物檢測領(lǐng)域的應(yīng)用 160
6.4 微流控芯片在船舶油污水檢測領(lǐng)域的應(yīng)用 165
6.5 微流控芯片在海洋微塑料檢測領(lǐng)域的應(yīng)用 167
6.6 微流控芯片在海洋重金屬離子檢測領(lǐng)域的應(yīng)用 171
參考文獻 178
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