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微流控

微流控

微流控(Microfluidics)是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术。该技术目前在精准医疗、生物材料上研究较多,也可以用于制备单分散性的乳液,尤其是在制备多重乳液或微胶囊上有很好的技术优势。

微流控技术介绍

微流控技术介绍

  1. 1.  Low sample and reagent consumption; fluid volumes (μl; nl; pl; fl)

  2. 2.  Small physical and economic footprint

  3. 3.  Parallelization and high throughput experimentation

  4. 4.  Unique physical phenomena:

  5.            use of effects in the micro-domain:

  6.                 - Laminar flow(层流)

  7.                 - Capillary forces (毛细管力)

  8.                 - Diffusion (扩散特性)

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微流控技术研究——多重液体包埋

微流控技术研究——多重液体包埋

液滴微流控为药物的递送和释放建立了一个强有力的平台,液滴常用来包埋活性分子,起到保护和缓释的作用。

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  1. 用微流体法制备微颗粒和纳米颗粒。(a)利用毛细管装置产生双乳状液滴,以形成核-壳结构。比例尺:100μm。(b)采用分散流诱导的液滴法合成Janus纳米颗粒。下面的图像显示,液滴为基础的Janus粒子加载尼罗红和亲水染料fitc -葡聚糖。比例尺:5μm。

  2. Jungho Ahn, et.al. Advanced Drug Delivery Reviews,2018,128:29-53

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  1. 液滴微流控应用于药物传递与释放 (A)W/O/W乳液液滴。原理示意图及 48 h 后被收集的 W /O /W 乳液液滴( 比例尺 150 μm)。(B) 左侧为内部中间流动相,伸展的毛细管插入圆柱形管内,内部流动相在油相中形成水相大液滴,带有超薄壳的液滴移入右边的采集管内, 形成带有外部流动相的双乳液。        

  2. (Kong F, et.al. Langmuir,2014,30(13):3905-3912)

  1. 芯片技术的手段-玻璃管拉制、光刻、微纳3D打印三种加工能力

  1. 芯片技术的手段-玻璃管拉制、光刻、微纳3D打印三种加工能力

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  1. Glass capillary tube(毛细玻璃管)-co flow

  1. Glass capillary tube(毛细玻璃管)-co flow

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  1. 基于上述三种手段,对单重、双重乳液的控制及基于食品加工开展了相关应用研究

  1. 基于上述三种手段,对单重、双重乳液的控制及基于食品加工开展了相关应用研究

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  1. 芯片 (PDMS, PMMA)

  1. 芯片 (PDMS, PMMA)

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单流道装置

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双重乳液装置

双重乳液装置

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维生素A的包埋

维生素A的包埋

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微流控氘代蛋白研究

微流控氘代蛋白研究

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氘代产品国内外现状

氘代产品国内外现状

  1. 氘代试剂: 1.  美国默克(Sigma)    2.  美国剑桥(CIL) 3.  瑞士 ARMAR   4.   法国 EuroTop   5.  伊朗 MEC   6.  宁波萃英化学(国内)

 

氘代药物:2017年FDA批准首个氘代药——氘代丁苯那嗪上市,2020年销售额6.37亿美元,同比增长55%。(国内尚无自主研发上市氘代药物)

 

氘代生物大分子实验室: 1.  美国剑桥同位素实验室(CIL)  2.  美国洛斯·阿拉莫斯国家试验室(LANL)   3.  美国默克研究实验室     4.  美国橡树岭国家实验室     5.  京都大学综合辐射与核科学实验室   

                                         6.  松山湖材料实验室(国内首家)

 

目前,氘代产品如氘代试剂及氘代药物,仍以国外进口为主。 近些年,相关国家和地区对氘代试剂及原料实行出口管制。

 

 

研究原理图

研究原理图

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研究团队

研究团队

  1. 蒋卓副教授   (华南农业大学食品学院)

  2. 岑浩璋教授   (香港大学工程学院)

 

目前主要研究方向: 1.  超高压静压食品加工理论与装备开发     2.  微流控在食品加工中的理论与应用

 

1.  所在食品学院拥有省部级平台12个

2.  各类分析仪器齐全

3.  拥有微流控万级洁净实验室;

 

在研项目

在研项目

  1. 岭南现代农业科学与技术广东省实验室

岭南现代农业科学与技术广东省实验室采用“核心+网络”的模式组建,由广州市主建核心实验室,在深圳、茂名、肇庆、云浮市设立分中心,瞄准岭南特色农业产业,聚焦现代生物种业、智能农机装备与精准农业、动植物重大生物灾害防控、生态循环农业、农业新型材料、农产品加工与食品安全等领域,开展现代农业基础理论研究,突破核心关键技术,开发高新技术产品,打造岭南优势特色农业产业。(对标国家实验室、服务大湾区)

 

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