微全分析系統(tǒng)ppt課件(已修改)
2025-05-11 01:40 本頁面
【正文】 微型全分析系統(tǒng) 導(dǎo)言 科學(xué)儀器在人類的整個(gè)科技發(fā)展過程中都起到極其重要的作用， 這在近代科技發(fā)展中反映得尤其突出。 分析儀器的發(fā)展趨勢(shì)就是微型化 /集成化與便攜化。當(dāng)前，主要為 了適應(yīng)生命科學(xué)發(fā)展的需要，分析儀器的發(fā)展正在出現(xiàn)一個(gè)以微 型化為主要特征的，帶有革命性的重要轉(zhuǎn)折時(shí)期。 自從 Manz和 Widmer于 1990首次提出微型全分析系統(tǒng) (?TAS, miniaturized total analysis system或 micro total analysis system) 的概念以來，經(jīng)歷了發(fā)展初期的冷落和彷徨，在短短的十幾年中 已發(fā)展為當(dāng)今世界上最前沿的科技領(lǐng)域之一。 2022年，英國(guó) RSC創(chuàng)刊 Labonachip（ 芯片實(shí)驗(yàn)室 ）。 2022年，美國(guó) ?TAS列入每?jī)赡暌淮蔚木C述中，標(biāo) 志著它作為分析化學(xué)的一個(gè)獨(dú)立領(lǐng)域，已被學(xué)術(shù)界承認(rèn)。并將微 流控芯片系統(tǒng)作為其主要發(fā)展方向。 ?TAS的目的是通過化學(xué)分析設(shè)備的微型化與集成化，最大限 度地把分析實(shí)驗(yàn)室的功能轉(zhuǎn)移到便攜的分析設(shè)備中，甚至集成 到方方寸大小的芯片上。由于這種特征，本領(lǐng)域的一個(gè)更為通 俗的名稱“芯片實(shí)驗(yàn)室” (Labonachip, LOC)已經(jīng)被日益地接受。 在分析系統(tǒng)微型化與集成化的基礎(chǔ)上， ?TAS的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn) 分析實(shí)驗(yàn)室的“個(gè)人化”，“家用化”，從而使分析科學(xué)及分析儀 器從化學(xué)實(shí)驗(yàn)室解放出來，進(jìn)入千家萬戶。 微流控芯片 (microfluidic chips)是 ?TAS中目前最活躍的領(lǐng)域和 發(fā)展前沿，它最集中地體現(xiàn)了將分析實(shí)驗(yàn)室的功能轉(zhuǎn)移到芯片 上的 思想，其未來的發(fā)展將對(duì)上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起到非常重要的 作用。 Microfluidic chip 1. Sample preparation 2. Mass transport 3. mixing 4. reaction 5. Sample injection 6. separation 7. detection 作為分析化學(xué)的前沿技術(shù)， ?TAS的迅速發(fā)展不僅是該領(lǐng)域科學(xué) 工作者不懈努力的結(jié)果，而且得益于微機(jī)電加工 (MEMS)、生物 化學(xué)、材料學(xué)、微光學(xué)機(jī)械等多門學(xué)科最新成果的投入。 然而， ?TAS的實(shí)際應(yīng)用目前尚處于初級(jí)階段，對(duì)分析系統(tǒng)來講 要求達(dá)到既“微”又“全”，從總體上看，還僅僅是目標(biāo)，離真正實(shí) 現(xiàn)還有相當(dāng)大的距離。 這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)必須靠大力發(fā)展微流控技術(shù)；生物 (陣列 )芯片雖 然是很重要的生物檢測(cè)手段，但難以在實(shí)際分析系統(tǒng)的“微、全” 方面發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。 一個(gè)新學(xué)科的發(fā)展既需要強(qiáng)大先進(jìn)的技術(shù)支撐，更需要先進(jìn)的理 論指導(dǎo)， ?TAS在發(fā)展中還需要更多的基礎(chǔ)理論來更深入地理解 和掌握物質(zhì)在微米尺度流動(dòng)狀態(tài)下的行為，例如微米通道中的傳 質(zhì)、導(dǎo)熱、吸附及微區(qū)反應(yīng)規(guī)律等。這些都對(duì)相關(guān)的理論研究提 出了新的挑戰(zhàn)！ 微型全分析系統(tǒng)及微流控分析芯片發(fā)展簡(jiǎn)史 微流控分析芯片的出現(xiàn)在現(xiàn)代分析科學(xué)與分析儀器的發(fā)展中有其 歷史的必然性?；仡櫧?40余年發(fā)展歷史會(huì)看到分析系統(tǒng)的自動(dòng)化 微型化趨勢(shì)早在 1950s和 1960s即已出現(xiàn)，其發(fā)展動(dòng)力主要來自于 環(huán)境及材料科學(xué)的發(fā)展中對(duì)更多更準(zhǔn)更快地獲取物質(zhì)成分信息的 需要。 Skeggs創(chuàng)始的間隔式連續(xù)流動(dòng)分析 (segm
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