形变和形状特性对生物粒子惯性迁移行为的影响机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51505082
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0512.微纳机械系统
- 结题年份:2018
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:黄笛; 姜迪; 戴卿; 黄强;
- 关键词:
项目摘要
On the basis of our previous studies on inertial focusing mechanisms of rigid polymer microspheres, we propose a novel decoupling study of the inertial migration behaviors of bioparticles with complex features in classic spiral inertial microfluidic devices. First, experiments on migration behaviors of man-made particle models with single controllable features, together with the 3D numerical simulations of inertial flows, will be carried out to probe into the effects of deformation and shape on particle inertial migrations. Then, based on the obtained knowledge on inertial migration, the migration mechanisms of bioparticles with coupled features will be analyzed. Finally, high-throughput and high-sensitivity isolation of malaria-infected red blood cells (miRBCs) from human blood will be conducted according to the deformability difference between iRBCs and healthy RBCs, providing a miniaturized and low-cost tool for the efficient diagnosis of malaria at the early stage of infection.
基于申请课题组前期在刚性聚合物微球惯性聚焦机理方面的研究基础,本项目提出对经典螺旋流道惯性微流控芯片中复杂特性生物粒子的惯性迁移机理进行解耦研究。具体通过实验表征人工制备单特性假体粒子模型的惯性迁移行为,配套开展考虑粒子形变和形状效应的惯性流三维数值模拟,全面掌握单体形变和形状特性对Dean耦合惯性流中粒子迁移行为的影响机理。在此基础上,基于掌握的迁移机理知识库,解析形变和非球形状耦合下生物粒子惯性迁移行为的形成机制;并最终依据形变性差异,指导实现血液中感染疟疾红细胞的高通量、精确分选,为疟疾的早期诊断提供重要微型化工具。
结项摘要
惯性微流控技术巧妙借助微流体的惯性效应实现微粒/细胞的高效操控,已被广泛用于实现细胞的聚焦、排列及尺寸分选等功能。本课题针对惯性微流控芯片中复杂特性细胞的操控机理、惯性流仿真方法、器件设计与应用展开深入的研究,取得的研究成果总结如下:(1) 开发了能模拟Dean耦合惯性流中有限体积粒子迁移运动、形变和转动行为的三维数值模型,为惯性微流控芯片的设计提供计算仿真工具。(2) 研究提出了刚性粒子的惯性聚焦五阶段模型和三种迁移模式;给出了柔性/非球形细胞在复杂弯流道中的聚焦机理,为实现细胞的灵活操控应用提供理论支撑。(3) 开发了新型螺旋流道惯性微流控芯片样机,实现了血液中稀有肿瘤细胞的高通量精确分选,并拓展用于实现血液中致病菌和血浆的高通量分离。(4) 在上述核心单元器件基础上,开发了新型微流控滤头器件、全自动细胞分选仪器及微流式细胞仪,开发的仪器在中大医院和江苏省疾病预防控制中心等单位得到了应用。.在课题的资助下,项目负责人以第一作者或通讯作者在Lab on a Chip、Analytical Chemistry 及Applied Physics Letters 等期刊发表SCI 论文23篇,其中研究亮点/封面论文5 篇,微流控领域顶级期刊6篇,南京市自然科学优秀学术论文一等奖获奖论文1篇,发表于Nanotechnology的封面论文被英国皇家物理学会旗下nanotechweb.org网站做专题报道。申请发明专利13 项,申请国际PCT 专利1 项,授权发明专利4 项(共计专利18项)。课题培养毕业博士生4人,硕士生3人。项目负责人基于该课题的研究成果获评江苏省优秀博士学位论文,东南大学至善青年学者(A类)及江苏省“六大人才高峰”高层次人才。
项目成果
期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(18)
Dielectrophoresis-based multi-step nanowire assembly on a flexible superstrate
柔性基底上基于介电泳的多步纳米线组装
- DOI:10.1088/1361-6528/aa9a22
- 发表时间:2018-01
- 期刊:Nanotechnology
- 影响因子:3.5
- 作者:Wang Xin;Chen Ke;Liu Linbo;Xiang Nan;Ni Zhonghua
- 通讯作者:Ni Zhonghua
Rapid separation of human breast cancer cells from blood using a simple spiral channel device
使用简单的螺旋通道装置从血液中快速分离人乳腺癌细胞
- DOI:10.1039/c6ay01077f
- 发表时间:2016-01-01
- 期刊:ANALYTICAL METHODS
- 影响因子:3.1
- 作者:Huang, Di;Shi, Xin;Ni, Zhonghua
- 通讯作者:Ni, Zhonghua
Inertial Microfluidic Syringe Cell Concentrator
惯性微流控注射器细胞浓缩器
- DOI:10.1021/acs.analchem.8b02201
- 发表时间:2018
- 期刊:Analytical Chemistry
- 影响因子:7.4
- 作者:Xiang Nan;Shi Xin;Han Yu;Shi Zhiguo;Jiang Fengtao;Ni Zhonghua
- 通讯作者:Ni Zhonghua
A microfluidic gas damper for stabilizing gas pressure in portable microfluidic systems
用于稳定便携式微流体系统中气压的微流体气体阻尼器
- DOI:10.1063/1.4966646
- 发表时间:2016
- 期刊:Biomicrofluidics
- 影响因子:3.2
- 作者:Zhang Xinjie;Zhu Zhixian;Xiang Nan;Ni Zhonghua
- 通讯作者:Ni Zhonghua
Improved understanding of particle migration modes in spiral inertial microfluidic devices
提高对螺旋惯性微流体装置中颗粒迁移模式的理解
- DOI:10.1039/c5ra13292d
- 发表时间:2015-09
- 期刊:RSC Advances
- 影响因子:3.9
- 作者:Xiang Nan;Shi Zhiguo;Tang Wenlai;Huang Di;Zhang Xinjie;Ni Zhonghua
- 通讯作者:Ni Zhonghua
共 21 条
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
其他文献
启动急性痛风发作炎性细胞因子的研究
- DOI:10.19381/j.issn.1001-7585.2021.12.005
- 发表时间:2021
- 期刊:医学理论与实践
- 影响因子:--
- 作者:陆群群;张永;李琳;李晓玲;方旋;张敏;项楠;朱子文;陶金辉
- 通讯作者:陶金辉
具有周期复系数的二阶非自伴微分算子的谱
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:内蒙古大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:项楠;王忠
- 通讯作者:王忠
单细胞机械性能检测方法与应用研究进展
- DOI:10.16476/j.pibb.2021.0115
- 发表时间:2022
- 期刊:生物化学与生物物理进展
- 影响因子:--
- 作者:张孝哲;项楠;倪中华
- 通讯作者:倪中华
不同方法提取珊瑚总蛋白质的比较
- DOI:10.15886/j.cnki.rdswxb.2017.02.017
- 发表时间:2017
- 期刊:热带生物学报
- 影响因子:--
- 作者:程华民;杨婷寒;项楠;赵洪伟;周海龙;刁晓平
- 通讯作者:刁晓平
1例Leber遗传性视神经病变早期诊断和治疗 An Early Case of Leber’s Hereditary Optic Neuropathy to Diagnose and Treat
莱伯遗传性视神经病变的早期病例的诊断和治疗
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:王丹;项楠;吴晨冕;马思琪;元佳佳;刘畅;李斌
- 通讯作者:李斌
共 19 条
- 1
- 2
- 3
- 4
项楠的其他基金
基于电指纹差异的循环肿瘤细胞精准检测芯片研究
- 批准号:51875103
- 批准年份:2018
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目