基于微喷射技术的药物微粒制备研究

从数字化微量喷射原理出发,介绍了微量喷射实验系统的结构和控制平台设计;通过微阵列喷点实验,测试了数字化微量喷射实验系统点制阵列和制备微粒的可行性;以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)为微球/微囊壳材、阿莫西林为主药、聚乙烯醇和吐温作为表面活性剂,应用数字化微喷射技术,并采用内径40μm的喷头制备了PLGA微球以及阿莫西林-PLGA微囊;利用单因素法和正交试验法研究了PLGA溶液浓度、驱动电压、喷射频率和搅拌器转速对PLGA微球及阿莫西林-PLGA微囊平均粒径和粒径分布的影响,并得出最优解;同时对微球/微囊表征进行了分析。     

数字化微量喷点系统设计

为了实现数字化微量喷点,系统将微喷射技术与运动控制系统相结合,从微喷射技术的原理与其系统总体结构出发,分析微喷装置的工作原理,叙述了数字化微量喷点系统的总体设计与技术方案,并介绍了系统的硬件构成与软件设计过程,采用了YAMAHA-ERCX运动控制器,结合VB编程开发环境,为微喷射技术的应用提供了实际方法。本系统可用于医学、生物及医药工程等相关领域的研究。     

射频识别标签天线的按需微喷射制备

基于数字化微喷射技术搭建了射频识别(RFID)标签天线的按需微喷射制备系统。首先,将纳米银导电墨水按需微喷射到镀有疏水化薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)基底表面形成天线图形;然后在恒温干燥箱内烧结,形成RFID标签天线。实验研究了微喷射系统参量对液滴产生的影响以及制备参数对纳米银导线成线的影响,制得了最小线宽为100μm、厚度为2.8μm、电阻率为5.2μΩ·cm且阻值具有较好线性度的导线。设计、仿真和制备了弯折偶极子天线,并对其性能参数进行了测试,结果显示其天线谐振频率、带宽和谐振点S11参数等与仿真结果具有较好的一致性。实验结果表明,按需微喷射导电银墨水制备RFID标签天线的方法具有系统结构简单、成本较低、液滴微喷射精确、便于制备任意天线图形等特点;制备的弯折偶极子天线尺寸可控、导电性高、阻值均一性好,并具有较好的天线性能。     

微流体数字化技术制备聚合物微透镜阵列

基于微流体数字化技术搭建了聚合物微透镜阵列按需喷射制备实验系统。以UV固化胶为喷射材料,将其按需喷射到镀有疏水化薄膜的玻璃基片上,在界面张力和疏水化效应的作用下,形成平凸状的微液滴,再经紫外光固化后形成微透镜阵列。实验研究了系统参量对稳定微喷射与微透镜直径的影响,稳定微喷射出了黏度值为50×10-3 Pa·s的UV胶,制得了最小直径达25μm的微透镜,进而制备出了直径变异系数C·V达0.64%、焦距均匀性误差为1.7%的15×15微透镜阵列。微透镜在扫描电子显微镜下具有较好的表面形貌,采用白光干涉/轮廓仪(VSI模式)测得其轮廓算术平均偏差Ra为247.99nm(扫描区域:29.4μm×39.3μm),扫描区域轮廓曲线平滑。通过微透镜阵列的成像实验,得到了微透镜阵列所成的清晰实像。实验结果表明,采用微流体数字化技术进行聚合物微透镜阵列的按需喷射制备过程简单、成本低廉、工艺参数稳定;制备的微透镜阵列几何与光学性能优越。     

基于ARM9嵌入式技术的滚筒式点样仪控制系统

为实现高精度、高速度的生物芯片制备,研发了一种新型滚筒式点样仪,着重描述了点样仪的机械结构设计、硬件系统以及软件系统的设计。以基于ARM9嵌入式微处理器带有触摸屏的控制器为控制核心,实现了点样仪的高精度双闭环控制。利用频闪观测系统和压电式微喷法使点样仪进行精确的微量喷射。采用C语言编写ARM9底层程序,研发了点样仪的软件系统,从而实现了全自动点样。最后通过微喷实验对不同驱动参数下的样点直径进行了测试,测试结果表明:微喷射稳定性好,样点平均直径较小,满足控制要求。     

微流体数字化技术制备基因芯片微阵列

采用以脉冲为微流动基本形态、脉冲当地惯性力为主动力的微流体数字化技术进行了基因芯片微阵列制备实验.在搭建的基于微流体数字化技术的基因芯片微阵列制备系统上,实验验证了脉冲点样系统参量(收敛角2θ、微喷嘴内径d、电压幅值U和驱动频率f)对样点直径和脉冲点样稳定性的影响规律.以实验规律为依据,提出了制备样点直径约为100 μ...     

硅烷修饰二氧化硅微球的制备及其摩擦性能

根据St9ber法制备5种不同粒径的有机-无机二氧化硅微球;采用扫描电子显微镜对微球的表面形貌进行表征分析;在四球摩擦磨损实验机上考察微球作为添加剂对润滑油摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析试验钢球磨斑的表面形貌,利用能谱仪检测磨斑表面化学元素的组成,并讨论有机-无机二氧化硅微球的减摩抗磨机制。结果表明,在一定添加范围内,纳米级别的二氧化硅微球可以改善润滑油的摩擦磨损性能。有机-无机二氧化硅微球在钢球表面起填埋和抛光作用,有效地抑制了摩擦表面的黏着磨损和接触疲劳。     

多材料按需微滴喷射系统设计与实验研究

为满足微电子制造、封装领域中不同性质材料按需精确分配的需求,提出了一种由多微滴喷射单元构成的多材料按需微滴喷射系统。该系统的微滴产生模块由用于低黏度流体材料的气动膜片式微滴喷射单元、用于熔融金属流体的压电活塞式微滴喷射单元和用于高黏度流体的机械阀式微滴喷射单元组成。同时由数字相机、模拟相机+图像采集卡构成的图像采集系统,实现液滴沉积的视觉引导对准定位,以及微滴产生过程的图像采集。利用该系统,进行水基混合物、金属焊料和环氧树脂胶的微滴喷射实验,分析了不同黏度对液体微滴喷射过程的影响,实现了金属焊料的微滴喷射,获得了平均直径为70.5μm的焊球及焊球阵列,其直径偏差小于2%。同时也获得了平均直径为0.6 mm的环氧树脂胶点阵列,其直径偏差小于4%。实验结果表明:该系统可用于包括高黏度环氧树脂胶、金属焊料等在内的多种不同黏度的材料,实现微米级微滴的按需喷射。     

医用放射性核素的载体--磁性壳聚糖微球的制备

采用乳化交联法制备了可附载放射性核素的磁靶向药物载体--磁性壳聚糖微球,磁性微球中的纳米磁性Fe3O4粒子由FeSO4和FeCl3通过碱溶液的共沉淀法制备而得,借助SEM、IR及激光粒度仪等对微球的粒径、粒径分布和形貌进行了表征.结果表明在壳聚糖溶液质量分数为1.5%,Fe3O4与壳聚糖的质量比为1∶2,悬浮介质的搅拌速度为1 200r/min等条件下制得的磁性壳聚糖微球的粒径在(40±20)μm,且呈规则的球形,可满足放射性核素载体的基本要求.     

电火花-超声复合加工法制备镍微球时非电工艺参数对镍微球尺寸的影响规律

火花放电法制备镍微球是一种新兴的方法。为了减小微球尺寸,提出一种复合型制备方法——电火花-超声复合加工法。通过改变超声参数(频率和功率)和工作液(煤油和纯水),分析这两种工艺参数对微球尺寸的影响。使用扫描电镜观察试验样本,X射线衍射分析样本成分,Smile View软件测量微球粒径,Origin Pro软件得到粒径分布百分比。结果表明:加入超声波之后,小粒径(0~10μm)镍微球比例明显升高,且小粒径微球比例随着超声波频率的增大而降低,随着超声波功率的增大而升高。和煤油相比,以纯水为工作液所制备的微球尺寸普遍偏小,可得到粒径小于1μm比例为6%~10%,小于5μm比例为50%~80%,且超声波对微球尺寸减小效果比在煤油中显著。以纯水为工作液所得微球成分中Ni单质比例更高(?99%)。此外,在加入超声试验组中发现有少量空心球存在,并初步分析了空心球成型机理。     

基于微喷技术的微胶囊制造实验研究

利用压电驱动器产生的低频振动，使微流道中的流体产生脉冲流动，通过微喷头实现微流体的数字化离散和喷射。通过控制振动的频率和微喷头的直径，可以实现微胶囊尺寸的数字化控制。利用悬浮交联微胶囊制备方法，以海藻酸钠包覆胰岛细胞进行了微胶囊制作实验，制造出了尺寸均匀的微米级尺度微胶囊。展望了基于微流体数字化的微胶囊制造技术的发展前景。     

微流体数字化喷点技术基础实验研究

微流体数字化喷点技术可对低粘度液体的单次喷射体积进行精确的控制,样点直径的变异系数小于8%。不同于现有的微喷点技术,微流体数字化喷点技术具有无热源、无可动件、无外部加压装置、结构简单的特点。本文针对不同粘度的低粘度液体和驱动参数进行了微喷点基础实验研究,并采用微流体数字化喷点技术制作了样点直径在100μm左右的中等密度的微阵列。     

基于表面张力的微量点胶影响因素与规律分析

针对精微装配制造对超微量胶滴及高精度点胶技术的要求,提出了一种基于胶液表面张力的接触式点胶方法。重点分析了影响点胶质量和胶斑大小的因素,并针对部分主要影响因素进行了实验研究。设计并搭建了微量点胶系统及点胶过程观察与胶斑显微图像观测系统。通过对实验结果的分析,得到了点胶速度、移液针尖端直径、点胶距离和胶液黏度这四种因素对胶斑大小及胶斑质量的影响规律;通过对大量点胶结果的统计分析,计算出了该微量点胶系统的点胶成功率约为92.7%;分析明确了点胶失败及导致异形胶斑形成的原因。     

直列微喷嘴制作工艺及数字化微喷射实验

摘要：采用玻璃微管道拉制工艺制作的单孔微喷嘴存在着容易脆断,微管道长度不易控制,微喷射效率低等问题。为此设计了一种新的微喷嘴制作工艺,该工艺延续了微喷嘴拉制工艺中非IC工艺和低成本的制作特点,仍以低流阻的圆截面为喷口形状,通过材料流变运动和冷却时收缩率不同将多根微管道紧密嵌入到塑料管中;通过毛细腐蚀作用,制作出变内径的锥形管,同时也达到了控制微喷管长度的目的。制作了内径50μm的4孔微喷嘴和10孔微喷嘴,锥管长为750μm,微喷管长2.5mm。使用制作的微喷嘴在微流体数字化驱动平台上进行了水性液体在油相和气相中的微喷射实验,制备了80μm的微滴和微滴阵列。实验表明该工艺制作的直列微喷嘴可以在微流体数字化驱动下实现较好的数字化微喷射效果。     

Three-dimensional dynamic morphometry on a diffraction pattern in the focal plane

A new type of morphometry, which shortens the scanning time of precise observation by confocal microscopy, has been investigated. To analyse the 3-D distribution of active sites on a living cell, microspheres of the same size were immunologically marked on specific sites on a cell. Incident coherent light was scattered on the microspheres and the scattered light from each microsphere superimposed upon each other giving a diffraction pattern of the examined cell. Several series of interference fringes were generated on the diffraction pattern, according to the phase difference of the microspheres. These interference fringes on the 2-D diffraction pattern enable the (relative) 3-D positions of the microspheres to be determined. 3-D dynamic morphometry on a 2-D diffraction pattern with interference fringes speeds up imaging in confocal microscopy.     

微球动态涂敷状态实时监测系统的实现

设计一套新型的微球动态涂敷状态实时监测系统。利用QM-1显微望远系统和GDS-50摄影镜头相结合获得位于1.2m处25mm视场内直径为0.2mm~0.5mm的多个微球涂敷时的清晰像,视频处理系统采集微球的像,并用数字图像处理的方法对采集到的图像进行处理,有效区分背景、运动目标和静止目标。一旦发现有微球停止运动给出警告,实现涂敷作业的自动监视。     

掺苝聚合物微球的制备及研究

为了获得高Q值激光器，利用光学微球谐振腔具有高Q值、低阈值和利于集成化等优点，制备了掺苝聚合物微球。通过改变实验试剂的用量，实现了对微球直径的控制。研究表明：所制备的微球表面光滑，形貌特征完好，是优良的回音壁腔体；在飞秒激光泵浦下，无论是单个微球还是聚集的微球都能激发出激光，具有良好的应用前景。     

大型飞机数字化装配技术研究

针对大型飞机装配工作的高复杂性和高精度，综合国外航空制造业的先进装配技术，概括了数字化装配技术的内涵。对数字化装配技术作了深入研究，包括数字化装配工艺技术、数字化柔性装配工装技术、光学测量与补偿技术等。在数字化装配技术的应用方面，组建了针对大型飞机机身壁板零件的数字化装配系统平台，并且分析了该平台在飞机零部件装配应用中的特点。飞机数字化装配技术的研究应用，将大幅度降低工装成本，缩短装配周期，提高我国的飞机装配技术水平。     

转板式气动数字压力阀设计与仿真研究

随着数字化控制技术的快速发展,直接数字化控制是目前研究较多的一种针对数字/伺服阀控压力系统的控制方法。针对之前"气动阀多采用阀芯阀套结构、模拟量控制,对控制器要求高"的问题,提出了一种转板式气动数字压力阀结构。该气动数字阀采用步进电机加一块特殊形状的转板来实现对气动阀输出气压的控制,采用计算机直接控制方式,建立了气动数字压力阀的数学模型,并对其进行了仿真实验。实验研究结果表明,该数字阀气压输出、输入线性度高,利于开环控制。     

Analysis of networks based on styrene and divinylbenzene containing iron anchored using variable pressure scanning electron microscopy

There is great demand for the development of composite materials containing small metal or metal oxides particles, owing to their variable properties and wide application. However, microscopic evaluation of these materials using high‐vacuum scanning electron microscopy is difficult because the samples must undergo a series of preparation steps to reach a high image quality and to avoid becoming shrunk inside the microscope vacuum chamber. Thus, in this study, we used variable pressure scanning electron microscopy to evaluate the morphology and iron distribution on the surface of magnetic microspheres based on poly(styrene‐co‐divinylbenzene). These materials were obtained by suspension copolymerization of styrene and divinylbenzene in the presence of fine iron particles. Energy‐dispersive X‐rays were also used to analyse distribution of the iron particles. The results indicate that, under the conditions used, magnetic microspheres with a relatively narrow size distribution were formed. Moreover, the micrographs show that agglomerated iron particles appeared only on the microsphere surface.