Microdrops and Digital Microfluidics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:William Andrew

作者:Jean Berthier

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:2008-02-19

价格:USD 160.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780815515449

丛书系列:

图书标签:

Microfluidics
Digital Microfluidics
Lab-on-a-Chip
Microdrops
Fluid Dynamics
Biotechnology
Bioengineering
Analytical Chemistry
Surface Science
Miniaturization

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具体描述

After spending over 12 years developing new microsystems for biotechnology û especially concerned with the microfluidic aspects of these devices û Jean Berthier is considered a leading authority in the field. Now, following the success of his book, Microfluidics for Biotechnology, Dr. Berthier returns to explain how new miniaturization techniques have dramatically expanded the area of microfluidic applications and microsystems into microdrops and digital microfluidics.

Engineers interested in designing more versatile microsystems and students who seek to learn the fundamentals of microfluidics will all appreciate the wide-range of information found within Microdrops and Digital Microfluidics. The most recent developments in digital microfluidics are described in clear detail, with a specific focus on the computational, theoretical and experimental study of microdrops.

• Over 500 equations and more than 400 illustrations.

• Authoritative reporting on the latest changes in microfluidic science, where microscopic liquid volumes are handled as ""microdrops"" and separately from ""nanodrops.""

• A methodical examination of how liquid microdrops behave in the complex geometries of modern miniaturized systems and interact with different morphological (micro-fabricated, textured) solid substrates.

• A thorough explanation of how capillary forces act on liquid interfaces in contact with micro-fabricated surfaces.

• Analysis of how droplets can be manipulated, handled, or transported using electric fields (electrowetting), acoustic actuation (surface acoustic waves), or by a carrier liquid (microflow).

• A fresh perspective on the future of microfluidics.

好的，这是一本关于“微流控芯片设计与应用”的图书简介，内容详实，旨在不提及“Microdrops and Digital Microfluidics”的情况下，构建一个独立且专业的技术书籍概述。 --- 书籍名称：《先进微尺度流体控制：理论、设计与前沿应用》导言：微流控技术的崛起与挑战在当今科学技术飞速发展的时代，对流体在微米和亚微米尺度下的精确操纵已成为生物医学、化学分析乃至材料科学等多个领域的核心驱动力。传统宏观流体学的理论和方法在描述和控制微尺度现象时往往显得力不从心。《先进微尺度流体控制：理论、设计与前沿应用》正是应运而生，它系统地梳理了微流控技术的基础物理原理，深入剖析了先进器件的设计方法，并展示了其在解决复杂科学问题中的巨大潜力。本书旨在为从事微纳尺度流体研究的工程师、科学家以及高年级本科生和研究生提供一本全面、深入且实用的参考指南。我们聚焦于流体在微通道网络中的行为规律，以及如何通过精巧的结构设计和创新的驱动机制，实现对液体在极小体积内进行高效、高通量、高精度的处理和分析。第一部分：微尺度流体力学基础本部分是理解微流控系统的理论基石。我们首先回顾了适用于微尺度环境的流体力学基本方程，特别是纳维-斯托克斯方程在低雷诺数（低$Re$）条件下的简化与应用。关键内容包括： 1. 低$Re$流动的特性：详细探讨了在微流控芯片中，粘性力远大于惯性力所导致的层流特性、无对流混合现象以及斯托克斯流的数学模型。这为理解在微通道中如何设计混合、分离和反应区域提供了基础。 2. 界面现象与表面效应：重点分析了表面张力、毛细作用力在微流体中的主导作用。书中阐述了接触角、润湿性与不润湿性如何影响液滴的形成、输运和在通道壁上的铺展行为。我们还引入了Young-Laplace方程在曲面上的应用，以定量描述微滴和气泡的形态学。 3. 非牛顿流体在微流控中的行为：鉴于许多生物流体（如血液、细胞悬浮液）表现出非牛顿特性，本书专门用一章来分析剪切变稀、剪切增稠以及粘弹性流体在微通道内的流动剖面和压力降，这对生物样品处理至关重要。 4. 微纳尺度传质与传热：深入讨论了扩散、对流在微流控系统中的相对重要性，并介绍了如何利用微通道的高表面积体积比来优化热交换效率，这在快速PCR和即时检测（POCT）中具有实际意义。第二部分：微流控器件设计与制造工艺成功的微流控系统依赖于精确的结构设计和可靠的制造工艺。本部分将理论指导转化为实际工程操作。重点章节涵盖： 1. 基于传统光刻技术的软光刻（Soft Lithography）：详细介绍了PDMS（聚二甲基硅氧烷）作为主流材料的优势、PDMS模具的制作流程、氧等离子体键合技术，以及如何优化键合质量以确保芯片的密封性和长期稳定性。 2. 先进材料与制造技术：拓展了对玻璃、硅、以及热塑性聚合物（如PMMA, COC）在微流控制造中的应用。探讨了激光烧蚀、热压成型、微注射成型等替代性制造方法，以实现大规模、低成本的生产。 3. 通道结构拓扑设计：阐述了多种关键结构的设计原则，包括：迷宫式和螺旋式通道：用于增强流体的混合效率。收缩-扩张（Constriction-Expansion）结构：用于生物颗粒的聚焦和尺寸筛选。集成陷阱和细胞培养室：针对特定的细胞捕获和长期培养需求。 4. 表面功能化策略：讨论了如何通过化学修饰（如硅烷化、接枝聚合物）来调控通道内壁的亲疏水性、降低蛋白质非特异性吸附，以及固定生物分子探针，以适应不同的检测和反应要求。第三部分：主动流体控制与集成驱动技术被动流控主要依赖于压力梯度，而主动控制则赋予了系统更高的灵活性和智能化水平。本部分的核心内容聚焦于： 1. 电驱动流动机制：详尽分析了电渗流（Electroosmotic Flow, EOF）的原理、影响因素（如缓冲液的pH值、电导率）及其在高效分离中的应用，特别是毛细管电泳（CE）与微流控的结合。同时，介绍了电润湿驱动（Electrowetting-on-Dielectric, EWOD）技术，这是实现数字液滴操作的关键。 2. 声学与磁学驱动：探讨了利用表面声波（SAW）和体声波（BAW）在微通道内产生辐射力，实现细胞或微粒的无接触、高精度操控、聚焦和混合。此外，对利用磁性微粒作为载体，通过外部磁场进行靶向输运和分离的原理也进行了深入论述。 3. 压电与微泵系统集成：介绍了如何将微型化泵（如蠕动泵、压电驱动泵）集成到芯片外部或内部，以提供稳定、可编程的体积流速，实现复杂的多步骤自动化反应流程。第四部分：前沿应用与系统集成本书的最后部分将技术推向实际应用的前沿，展示微流控在跨学科领域中的颠覆性作用。重点关注以下应用场景： 1. 即时诊断（Point-of-Care Testing, POCT）：如何设计集成了样品处理、核酸扩增（如LAMP或微流控PCR）和光学检测模块的“芯片实验室”（Lab-on-a-Chip, LOC）系统，以实现快速、便携的疾病筛查。 2. 单细胞分析技术：详细介绍了如何利用微流控平台实现对单个细胞或单分子事件的捕获、培养、刺激和后续的表型或基因型分析，包括单细胞测序的前处理流程。 3. 器官芯片（Organ-on-a-Chip）的设计与构建：讨论了微流控在模拟人体生理环境中的关键作用，包括构建血液灌流、机械应力（如呼吸、脉冲）的引入，以及多细胞层界面的精确模拟，用于药物筛选和毒理学研究。 4. 新型生物反应器与高通量筛选：阐述了如何利用微流控技术实现对微生物、酵母或哺乳动物细胞的大规模、并行化培养，并结合自动化成像系统，实现药物筛选的高通量化。总结《先进微尺度流体控制：理论、设计与前沿应用》不仅仅是一本技术手册，更是一本指导创新实践的蓝图。它系统地连接了微观物理现象与宏观工程应用之间的鸿沟，为读者提供了从基础理论到尖端集成的完整知识体系，是推动下一代微纳技术发展的宝贵资源。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

作为一名对此领域颇感兴趣的读者，"Microdrops and Digital Microfluidics"这个书名瞬间吸引了我的目光。它预示着一本深入探索微观世界精密控制的著作。我脑海中立刻浮现出那些在微量液体中进行的复杂化学反应，以及通过编程指令实现的高度定制化操作。我期待这本书能够详细阐述“微滴”是如何被生成、操纵、融合以及分离的，其背后的物理原理和工程挑战又是什么。特别是“数字微流控”这个概念，它所蕴含的智能化和自动化潜力让我着迷。我希望书中能深入剖析数字信号如何转化为对微滴的精确控制，例如通过电场、磁场、声波或机械驱动等方式。此外，我对这本书在实际应用方面的阐述抱有极大的兴趣。它是否会提供具体的案例，展示数字微流控技术在药物研发、基因测序、生物传感器、甚至食品安全检测等领域的创新应用？这本书是否能帮助我理解这项技术是如何实现低成本、高效率和大规模生产的，并且能够为我们未来的生活带来哪些革命性的改变？我希望能从中获得启发，对微流控技术的深远影响有更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

我对《Microdrops and Digital Microfluidics》这本书的期待，更多地集中在它所代表的“未来已来”的科技感。如今，我们生活在一个信息爆炸的时代，但真正能触及到物理世界精细操控的科技，却往往鲜为人知。这本书的书名，让我立刻联想到那些在显微镜下进行的精密实验，以及通过算法控制的微观机器。我希望这本书能解答我的一些疑问：这些微小的液滴是如何被精准地生成、移动和混合的？“数字”在这里扮演着怎样的角色，它是否意味着我们可以像编程一样控制微流控系统的行为？我会对书中关于数字微流控平台的构建和操作原理特别感兴趣，比如它如何实现低成本、高通量的分析，又如何在各种复杂样本中实现精确分离和检测。我想知道，这本书是否会包含一些案例研究，展示这项技术是如何被应用于解决实际的科学和工程难题的。例如，在药物研发中，如何利用微流控技术加速化合物筛选？在环境科学中，如何利用它进行高效的污染物检测？我期待这本书能够以一种清晰易懂的方式，向我这样的非专业读者展示这项前沿技术的神奇之处，并引发我对科技如何改变我们生活的更深层次的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《Microdrops and Digital Microfluidics》就充满了科学的严谨和一丝神秘感。作为一个对微观世界和精巧装置充满好奇的读者，我被这个名字深深吸引。我想象着这本书会带领我深入到一个由微小液滴和数字控制构成的奇妙世界。它会是关于如何操纵这些微小液滴进行精确化学反应、生物分析，甚至是制造微型器件的指南吗？或许它会揭示数字微流控技术的最新进展，那些曾经只存在于科幻小说中的场景，如今如何通过技术实现。我期待书中能够详细解释“数字”这一概念是如何应用于微流控领域的，它又赋予了这些微型通道怎样的灵活性和可编程性。这本书会不会深入探讨这种技术的潜力，例如在个性化医疗、环境监测或者新材料研发中的应用？我希望它不仅是技术的堆砌，更能展现出科学家们对未知领域的探索精神，以及他们如何通过创新思维解决实际问题。如果书中能够包含一些精美的插图，展示那些微观世界的复杂结构和液滴的动态行为，那就更好了。我相信，通过阅读这本书，我将对微流控技术有一个全新的、更深刻的认识，并从中获得启发，思考未来科技发展的更多可能性。

评分☆☆☆☆☆

《Microdrops and Digital Microfluidics》这个书名，在我看来，不仅仅是一个技术领域的标签，更是一种对精确、高效和智能的极致追求的象征。我之所以被它吸引，是因为我深信，微观世界的奥秘往往隐藏着改变宏观世界的力量。我期待这本书能够深入浅出地揭示“微滴”这一微小单元所蕴含的巨大能量，以及如何通过“数字”的手段对其进行前所未有的精妙控制。我尤其好奇，数字微流控系统是如何实现其“编程”能力的，它是否能够让研究人员像操作软件一样，设计和执行复杂的实验流程，从而极大地提高研究效率和通量？书中是否会探讨这种技术的“可扩展性”和“集成性”，以及它如何能够被集成到更大型的系统中，实现更广泛的应用？我希望这本书能够提供一些前瞻性的视角，展望数字微流控技术在未来可能带来的颠覆性创新，例如在个性化医疗、疾病诊断、甚至是生命科学的根本性突破方面。如果书中能够包含一些引人入胜的案例研究，展示这项技术是如何被用来解决当前科学和工程领域面临的重大挑战，那将大大提升阅读的价值。

评分☆☆☆☆☆

《Microdrops and Digital Microfluidics》这个书名，给我一种触及“科学艺术”的感觉。微小的水滴，在数字化的指令下翩翩起舞，这本身就充满了诗意和美感。我希望这本书能超越纯粹的技术说明，而是能够描绘出这个微观世界的壮丽图景。它是否会介绍那些在微滴操控领域取得突破性进展的科学家们的故事？他们的灵感来源于何处，又克服了哪些困难？我特别好奇“数字微流控”是如何将物理世界的操纵与计算机的精确控制相结合的。这是否意味着我们可以通过软件界面来设计和运行复杂的微流控实验？书中是否会涉及到一些创新的应用场景，比如利用微滴进行单细胞分析，从而深入了解疾病的发生机制，或者利用它们进行高精度的药物输送，实现精准治疗？我期待能够看到书中对这些技术的未来发展趋势进行展望，比如它们在生命科学、材料科学甚至能源领域的潜在影响。如果这本书能够激发读者对科学探索的热情，并让他们感受到微观世界的无限可能，那将是一本非常成功的书籍。

评分☆☆☆☆☆