一種高性能、低成本及低功耗的磁控微泵技術(shù)

近日，廈門(mén)大學(xué)彭興躍教授課題組在2021年第6期《先進(jìn)材料與技術(shù)》雜志（Adv. Mater. Technol.）發(fā)表了兩篇論文（封底文章和封底內(nèi)頁(yè)文章），介紹了他們實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一種高性能、低成本及低功耗的磁控微泵技術(shù)（封底文章），并運(yùn)用這一技術(shù)設(shè)計(jì)出了可用手機(jī)歌曲播放列表編程控制的微流控培養(yǎng)皿（封底內(nèi)頁(yè)文章）。

微流控芯片（也稱(chēng)為：芯片實(shí)驗(yàn)室）是一種控制微米尺度液體流的芯片，是生命科學(xué)、醫(yī)療、化學(xué)，計(jì)算機(jī)等各領(lǐng)域所期待的關(guān)鍵技術(shù)。由于制造難度、使用難度、成本及性能等許多問(wèn)題都未得到解決，微流控芯片一直無(wú)法廣泛應(yīng)用到生活與研究之中。彭興躍教授課題組證明了微小振蕩器具有穩(wěn)定的流場(chǎng)，并基于該理論開(kāi)發(fā)了一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)、成本低、能耗低、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行可靠、適應(yīng)性強(qiáng)的微流控泵（封底 文章）。彭興躍教授課題組為該微泵配套研發(fā)了音樂(lè)編程操作系統(tǒng)，使用者僅需要一個(gè)MP3播放器（或者手機(jī)等能播放音樂(lè)的設(shè)備）及一個(gè)耳機(jī)大小的促動(dòng)器，通過(guò)播放內(nèi)含程序代碼的MP3或WAV格式的歌曲即可驅(qū)動(dòng)微流。該微流控泵在成本、功耗、便利性、使用壽命、生物相容性、尺寸、可靠性、簡(jiǎn)單性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，有望能夠用在生命科學(xué)、醫(yī)療、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，如干細(xì)胞研究、癌癥研究、野外及太空的即時(shí)檢驗(yàn)（point-of-care testing）等。

同時(shí)，利用這種微流控泵技術(shù)，彭興躍教授課題組研發(fā)了“微流控培養(yǎng)皿”（封底內(nèi)頁(yè) 文章），可以精確控制10 mm人工干細(xì)胞巢中的4個(gè)超慢微循環(huán)(<40 μm s?1)。這種微流體培養(yǎng)皿只需要一個(gè)耳塞大小的促動(dòng)器，一個(gè)MP3播放器和一個(gè)小小的磁性微球，就可以產(chǎn)生控制了培養(yǎng)皿的微流，再連接巧妙設(shè)置導(dǎo)流環(huán)及開(kāi)口，就得到了穩(wěn)定的微流循環(huán)通路，從而實(shí)現(xiàn)在體外細(xì)胞或組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中精密地模擬體內(nèi)的各種微環(huán)境。同時(shí)，用這項(xiàng)技術(shù)自動(dòng)化培養(yǎng)胚胎干細(xì)胞，只需每?jī)商焯砑?滴培養(yǎng)基。微流控培養(yǎng)皿是一種易于推廣實(shí)施及大量生產(chǎn)的技術(shù)，將能夠極大的推進(jìn)生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

磁控微泵技術(shù)研究（封底文章）由廈門(mén)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院彭興躍教授（論文通訊作者和第一作者）、彭凌寒，郭雅新完成，封面頁(yè)設(shè)計(jì)為廈門(mén)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院碩士生韓雪。微流控培養(yǎng)皿研究（封底內(nèi)頁(yè)文章）由廈門(mén)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院彭興躍教授（論文通訊作者和第一作者）、郭雅新、彭凌寒、劉絹完成，封面頁(yè)設(shè)計(jì)為廈門(mén)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院碩士生韓雪。

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