微给药芯片中微孔扩散与喷射特性的研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuyaping0316
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微流控芯片是在微尺度下对流体进行操控的新兴技术。因其具有大的比表面积、短的扩散距离、层流流场的特点使得其传质效率较高,在给药系统、微尺度传质理论等研究领域展现出巨大的应用潜力。本文研究了微流控芯片中微孔扩散与微孔喷射两种给药方式,建立数学模型,结合数值计算模拟了微孔给药的传质过程与功能特性。  本文分别就微孔扩散和喷射,建立了微孔给药的数学模型。对于微孔扩散,设计了PDMS芯片/PCTE微孔膜/PDMS芯片的三层夹心结构,研究通过微孔扩散进行给药的传质模型。基于微尺度下的流体力学基本理论,结合膜传质理论,推导并计算了微孔膜传质系统的总传质阻力以及液液传质过程中扩散层的厚度,建立了微孔扩散的数学模型。运用MATLAB软件求解模型,得到了药物溶液经微孔扩散后的浓度分布,讨论了微孔的孔径、孔隙率、分布等参数对扩散传质的影响。对于微孔喷射,建立了PDMS微通道的薄壁微孔喷嘴模型,结合微孔射流理论,推导建立了射流速度与射流发生断裂的最优频率的理论计算方法,为设置模拟参数提供了理论依据。  然后,结合流场分析软件,对微孔扩散与喷射过程进行了数值模拟。通过设置微孔扩散模型中的微孔尺寸、微孔分布、液体入口流速等参数变化,计算得到了微孔处的压力场变化,分析了微孔处溶质浓度随时间的变化规律。模拟了微通道中微孔喷射形成微液滴的过程,通过对微孔孔径、微通道入口速度、接触角等参数的研究,确定了微孔喷射产生液滴的频率与输入参数之间的对应关系。  通过对微孔给药过程的模拟,定量分析了扩散和喷射这两种方式的流场压力作用量级、给药效率等特性,讨论了各自的优越性与局限性,为微孔给药芯片的结构设计和工艺参数选取,提供了一定的理论模型,进一步地实现了微流控给药机制的精准性与可控性,拓展了微尺度下的传质理论的应用。
其他文献
在国际舞台上,政治人物的一举一动往往都会受到世人瞩目,尤其是那些明星级别的或特征鲜明的政治人物.以至于一些国家的领导人,往往都会有一个团队,专门负责其个人形象打造,而
期刊
本文针对某些风机管道系统需要扩容改造的工程实际需要,以G4-73№8D型风机为研究对象,基于S-A湍流模型,利用Numeca对其原叶轮以及五种不同位置加装短叶片叶轮的内部三维流场进行了数值模拟,并提出了叶轮内加装短叶片的相对优化位置;在此基础上,进行了叶轮加装短叶片前后的对比实验。数值模拟和对比实验的研究结果表明:叶轮加装短叶片后,其内部流场趋于均匀、射流—尾流得到改善;风机在48%负荷以上时,全
张宗宪第一次到英国伦敦看拍卖会现场,是1968年.之所以去英国,是因为他的妹妹张永珍在那里.从小张宗宪就和这个叫“小毛头”的妹妹最亲近.1948年张宗宪来到香港打拼,不久妹妹
期刊
2019年11月,坐落于英国伦敦的丹佛街集市迎来了它的15岁生日,时尚圈各界人士前来祝贺.这家潮流买手店正是由日本时尚设计师川久保玲在2004年创办的,成为时尚行业的风向标.她
期刊
当你深夜打开视频站的主页,各种不同类型的综艺节目会摆在你面前让你挑选,其中一类名叫“超自然探索”的节目往往是网友们探寻未知、寻求刺激的不二选择:节目中的主持人往往
期刊
一到假期,总想找个没人打扰的地方休憩几天.之前听人说起过黄桑的巨大松树,向往已久.于是询问几位老友,他们均诧异:黄桑?黄桑是个什么地方?同行者游历颇多,他们惊诧的语气告
期刊
一般来说,提到拼贴,首先想到的是一种现代艺术手法.拼贴的英语词根来自法语,法国人用拼贴这个词来描述保罗·毕加索和乔治布·拉克的艺术创新,这些立体主义先锋派在1912年开
期刊
这是一座暗淡、潮湿、令人生畏的教堂墓地,一层薄雾像哀悼者的面纱氤氲在圣心罗马天主教堂的铁门间,露水如眼泪般从紫杉树滴落.在这座北爱尔兰的教堂墓地,一个个墓碑在道路旁
期刊
大约在200多年前,世界各地有钱有权有品位的人就开始在自家模仿建造英国的花园,这股潮流一直延续到今天.18世纪英国的景观花园,20世纪植物繁茂的英国家庭花园,直到现在还是世
期刊
此时此刻,在世界的各个角落,有人在欺骗,有人在被欺骗,有人渴望外遇,有人向痛苦中的恋人提供建议,有人作为秘密情人处于三角恋中.在每个社会,每块大陆,每个时代,无论惩罚还是
期刊