研究目的
通过开发具有缩放流体通道的微透析系统，在实现高时间分辨率的同时监测神经化学物质并尽量减少脑损伤。
研究成果
在硅通道中实现了单分散液滴的生成，其体积可在1-20皮升范围内精确调控。研究发现较大的T型结夹角会产生更大液滴体积和更高的临界毛细数，更有利于挤压模式而非喷射模式的形成。
研究不足
缩放通道限制了液滴体积并需要低于纳升/分钟的流速，这使得控制变得困难。
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[IEEE 2019年第20届固态传感器、执行器与微系统国际会议暨Eurosensors XXXIII会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 德国柏林（2019年6月23日-27日）] 2019年第20届固态传感器、执行器与微系统国际会议暨Eurosensors XXXIII会议（TRANSDUCERS & EUROSENSORS XXXIII） - 用于快速监测脑化学的皮升级液滴生成与微型硅纳米透析探针技术
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DOI：10.1109/TRANSDUCERS.2019.8808797
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
为监测神经化学物质并尽量减少脑损伤，我们开发了一种微流控系统，其流体通道半径缩小至5微米，可适配15×50平方微米的硅基神经探针。通过液滴生成技术抑制泰勒扩散效应，实现高时间分辨率检测。针对此类空间受限探针在超低纳升/分钟流速下保持单分散液滴生成的稳定性区域，我们重点研究了T型结夹角这一通常被大通道研究忽略的关键参数。系列实验表明：增大T型结夹角会提升区分挤压流与喷射流状态的临界毛细数。通过优化喷射分割几何结构，我们在硅基纳米流体通道中成功实现了皮升级单分散液滴的生成。有限元分析证实，该效应源于压差与粘性剪切力之间的相互作用。
作者：
Yan Zhang，Ari Esters，Oscar Bi，Yurii Vlasov
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