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第一章 绪论 1

1.1 21世纪分析科学的发展趋势及微型全分析系统所面临的挑战 1

1.2微型全分析系统及微流控分析芯片发展简史 2

1.3微型全分析系统的分类 6

1.4微流控分析芯片特点 8

1.4.1微流控分析系统的优点 8

1.4.2微流控芯片的局限性 8

1.5微流控芯片的分类 9

1.6微型全分析系统与微流控分析芯片的发展趋势 9

1.7微流控分析芯片发展展望 11

参考文献 11

第二章 微流控分析芯片加工技术 13

2.1微流控分析芯片的结构和加工特点 13

2.2微流控分析芯片的材料 13

2.2.1硅材料 13

2.2.2玻璃和石英 14

2.2.3高分子聚合物 14

2.3光刻和蚀刻技术 16

2.3.1光刻掩模的制备 16

2.3.2薄膜沉积 18

2.3.3光刻 21

2.3.4湿法刻蚀 24

2.3.5干法刻蚀 28

2.3.6光刻加工微流控分析芯片的工作环境 30

2.3.7玻璃微流控芯片的加工方法 31

2.3.8复杂微结构加工简介 31

2.4高分子聚合物微流控芯片的加工方法 33

2.4.1模塑法 33

2.4.2热压法 36

2.4.3 LIGA技术 37

2.4.4激光烧蚀法 43

2.5软光刻 45

2.5.1微接触印刷法 46

2.5.2有机聚合物模塑法 48

2.6芯片钻孔 49

2.7键合 50

2.7.1热键合 50

2.7.2阳极键合 51

2.7.3黏接 52

2.7.4高分子聚合物芯片的封合 52

参考文献 53

第三章 微流控分析系统中微流体的驱动和控制 56

3.1概述 56

3.2微致动器 56

3.2.1引言 56

3.2.2压电致动器 57

3.2.3电磁致动器 58

3.2.4静电致动器 59

3.2.5气动致动器 59

3.2.6热气动致动器 59

3.2.7形状记忆合金致动器 60

3.2.8双金属致动器 60

3.2.9微致动器性能比较 60

3.3微流体驱动系统 62

3.3.1概述 62

3.3.2压电微泵 65

3.3.3热气动微泵 67

3.3.4静电微泵 68

3.3.5气动微泵 68

3.3.6电化学致动汞微泵 71

3.3.7“无阀”往复微泵 72

3.3.8离心力驱动系统 75

3.3.9剪切力驱动系统 78

3.3.10微流体电渗驱动系统 80

3.3.11电流体动力微泵 83

3.3.12磁流体动力微泵 84

3.3.13重力驱动系统 85

3.3.14非机械热气动微泵 86

3.3.15热毛细作用微泵 88

3.4微型阀 89

3.4.1主动阀 89

3.4.2被动阀 93

3.5微流体的监测技术 97

3.5.1微流体流速监测技术 97

3.5.2微流体温度监测技术 99

3.6芯片的流动通道构型在微流体控制中的作用 100

3.7芯片微结构的表面性质在微流体控制中的作用 102

3.7.1电渗流驱动芯片系统中通道的表面改性 103

3.7.2通道表面限流作用在微流控系统的应用 106

3.8层流与扩散效应在微流控系统中的作用 109

3.9微流体进样系统 112

3.9.1基于时间的进样方法 113

3.9.2基于体积的进样方法 114

3.9.3夹流进样法——泄漏效应的消除 116

3.10微流体的混合系统 118

3.11微流控系统计算机模拟 125

参考文献 128

第四章 芯片毛细管电泳 132

4.1概述 132

4.2理论基础 134

4.2.1芯片毛细管电泳分离效率和分离速度 134

4.2.2通道形状的影响 137

4.2.3通道网络上的液流控制 143

4.3芯片毛细管电泳的进样 146

4.3.1以十字通道为基础的简单进样法和夹流进样法 147

4.3.2窄试样通道的十字进样 150

4.3.3十字通道的门式进样 151

4.3.4光门进样 152

4.4芯片毛细管区带电泳 153

4.4.1引言 153

4.4.2常规和芯片CZE的比较 154

4.4.3通道表面改性对芯片CZE的影响 155

4.5芯片凝胶电泳 156

4.5.1引言 156

4.5.2芯片CGE的筛分介质 156

4.6芯片胶束电动毛细管色谱 158

4.6.1芯片胶束电动毛细管色谱的特性 158

4.6.2芯片MECC梯度洗脱 159

4.7芯片等速电泳 160

4.8芯片等电聚焦 161

4.9芯片毛细管电色谱 162

4.9.1引言 162

4.9.2芯片毛细管电色谱柱效的评估 163

4.9.3开口管电色谱芯片 165

4.9.4填充柱电色谱芯片 167

4.9.5整体柱（monolithcolumn）电色谱芯片 170

4.10集成化柱前和柱后反应器 177

4.10.1柱后反应器 178

4.10.2柱前反应器 180

4.11芯片毛细管电泳的其他技术 184

4.11.1 H通道芯片 184

4.11.2循环通道和馏分分取 186

4.11.3阵列通道芯片 191

4.11.4二维分离 194

参考文献 197

第五章 微流控芯片中的试样引入与试样预处理 201

5.1概述 201

5.2微流控芯片中的试样引入 202

5.2.1引言 202

5.2.2一次性试样引入 203

5.2.3静止式试样引入 203

5.2.4连续式试样引入系统 204

5.3微流控芯片的多相层流无膜扩散分离 211

5.3.1层流扩散分离的理论基础 211

5.3.2多相层流扩散芯片构型 212

5.3.3多相层流扩散分离的应用 213

5.3.4多相层流扩散分离芯片的应用特点 217

5.4微流控芯片中的液－液萃取分离 218

5.4.1引言 218

5.4.2微通道中液－液萃取分离机制 219

5.4.3液－液萃取分离芯片 220

5.4.4微流控液－液萃取分离的应用 221

5.4.5微流控萃取分离特点及影响萃取效率的因素 224

5.5微流控芯片中的渗析分离 225

5.5.1引言 225

5.5.2微渗析芯片分离器 225

5.5.3芯片渗析分离的特点 226

5.5.4影响微渗析效率的因素 228

5.6微流控芯片中的过滤分离 228

5.7微流控芯片中的固相萃取分离富集 230

5.7.1引言 230

5.7.2芯片构型与富集过程 230

5.7.3填充物和洗脱剂 232

5.7.4影响富集倍率的因素 233

5.8微流控芯片中的聚合酶链反应 233

5.8.1引言 233

5.8.2微室静态温度循环PCR芯片 235

5.8.3连续流动式PCR芯片 239

5.9微流控芯片中的免疫反应 243

5.9.1引言 243

5.9.2微流控均相免疫反应 243

5.9.3微流控非均相免疫反应 245

参考文献 251

第六章 微流控芯片检测器 255

6.1引言 255

6.1.1微流控芯片检测器的性能要求 255

6.1.2微流控芯片检测器的分类 256

6.2荧光检测器 256

6.2.1激光诱导荧光检测器 256

6.2.2 LED荧光检测器 262

6.3吸收光度检测器 267

6.3.1微流控芯片的吸光池 267

6.3.2采用吸收光度检测器的微流控分析系统 269

6.4化学发光检测器 274

6.4.1引言 274

6.4.2普通化学发光检测器 274

6.4.3电致化学发光检测器 278

6.5激光热透镜检测器 280

6.6折光率检测器 282

6.7发射光谱检测器 283

6.7.1分子发射光谱检测器 283

6.7.2原子发射光谱检测器 285

6.8电化学检测器 286

6.8.1引言 286

6.8.2安培检测器 286

6.8.3电导检测器 293

6.8.4电位检测器 295

6.9质谱检测器 296

6.9.1引言 296

6.9.2微流控芯片－ESI-MS 297

6.9.3微流控芯片－MALDI-MS 302

6.9.4芯片上的微型化质谱 304

6.10核磁共振检测器 306

参考文献 307

第七章 微流控芯片的应用 312

7.1概述 312

7.2微流控芯片对基因结构与功能的应用研究 313

7.3微流控芯片在细胞分析中的应用 323

7.3.1细胞计数和分类筛选 323

7.3.2细胞培养 324

7.3.3胞内成分分析 325

7.3.4单细胞分析 326

7.3.5其他微流控细胞技术 328

7.4微流控芯片在临床分析中的应用 328

7.4.1免疫分析 329

7.4.2酶法分析 330

7.5微流控芯片在氨基酸及蛋白质分析中的应用 332

7.5.1氨基酸分离分析 332

7.5.2多肽和蛋白质分析 333

7.6微流控芯片在化学合成中的应用 338

7.6.1均相液相微反应器 339

7.6.2非均相液相微反应器 339

7.6.3多相微反应器 340

7.6.4气相微反应器 341

7.6.5催化微反应器 341

7.6.6微流控芯片反应器的一些特殊应用 343

7.7微流控芯片的其他应用研究 344

7.7.1环境领域的应用研究 344

7.7.2食品成分的应用研究 348

7.8微流控芯片的产业化 349

7.8.1微流控芯片加工服务的产业化 350

7.8.2微流控芯片的商业化开发 350

7.8.3微流控分析系统的产品 353

参考文献 355

索引 362

一、主题索引 362

二、应用索引 367