科创中国

电子信息技术,新型电子元器件

微流控芯片技术逐渐在微观生物粒子研究领域得到广泛应用，本项目将利用确定性侧向位移（Deterministic Lateral Displacement，DLD）技术研究并设计适用于体外分选人病变红细胞的微流控芯片，以实现在人全血样本中对病变红细胞进行快速、无损伤的分选富集，节省相关实验的工作成本与步骤，为后续的医学研究提供便利。基于有限元方法构建流-固耦合模型并进行DLD芯片分选病变红细胞的流动模拟，并使用“工”形微柱的设计加强芯片对红细胞流动轨迹的控制，从而设计了针对病变红细胞的生物粒子分选装置。

传统的生物粒子分选通过流式细胞术、离心式过滤、凝胶电泳、色谱等方法实现，这些技术均存在实验装置笨重、样本需求量高、分选周期长以及样本缺失等问题。随着微机械加工技术的进步，生物微粒的分离过程可以通过微流控分选设备在微尺度上进行，相较于传统设备，微流控芯片在缩小分选设备尺寸的同时具有高准确率，样本破坏率小，节能等优势。 确定性侧向位移（DLD）技术作为众多微流控技术中的一种，通过在芯片内布置大量的柱状障碍建立确定的流线从而操纵粒子的流动轨迹，具有较低的堵塞率、较高的流体通量和鲁棒性，可以在维持高准确率的前提下快速处理较高浓度的微粒样本。 在实际应用上，DLD芯片在刚性颗粒以及球形生物粒子分选的应用中已经具有十分完善的理论依据，但对于红细胞等具有非球形结构和高变形性的生物微粒，实际分选和检测仍受到一系列挑战和限制。本项目针对红细胞的特殊形状，通过采用 “工”形柱子布置阵列以增强DLD芯片对红细胞流动轨迹的控制，实现DLD芯片在分选病变红细胞中的的应用，为红细胞的病理研究提供便携、高通量、低成本的分选富集方案。

热与流体研究团队整合了我校流体机械及工程、新能源和材料科学与工程等学科的优势研究力量，在先进储能技术、泵、阀等方向具有雄厚的前期研究基础，各方向的带头人的研究在国内同行具有较高的影响力。团队致力于打破太阳能光热发电高温熔盐泵阀、高性能熔盐、膜蒸馏水回收等领域的技术瓶颈，服务我国太阳能发展的重大需求，将有力地支撑我校进入国家“双一流”建设行列。 团队负责人：杜小泽(教授)、吴江波(副教授)： 其他成员：刘杰（硕士生）、吕垚（硕士生）、张文宇（硕士生）

点击查看