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用于细胞三维培养的集成微柱阵列的微流控芯片设计与验证
刘军山 , 张洋洋 , 王忠 , 邓嘉翌 , 叶轩 , 薛日野 , 葛丹 , 徐征
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.170198
设计并验证了一种用于细胞三维培养的集成微柱阵列的微流控芯片。芯片由一片聚二甲基硅氧烷(PDMS)沟道片和一片玻璃盖片组成,在PDMS沟道片上集成了一个由两排微柱阵列围成的细胞培养室和两条用于输送培养基的侧沟道。微柱间距直接影响了芯片的使用性能,是整个芯片设计的关键。基于数值模拟和实验验证,本研究对微柱间距进行了优化设计。优化后的微流控芯片可以很好地实现细胞与细胞外基质模拟材料混合液的稳定注入、培养基中营养物质向培养室内的快速扩散和细胞代谢物的及时排出。在芯片上进行了神经干细胞的三维培养,证明了芯片上构建的细胞体外微环境的稳定性。
关键词: 微流控芯片, 细胞, 三维培养, 微柱, 聚二甲基硅氧烷
基于SnO2-CuO纳米纤维的薄膜型H2S传感器研究
胡明江 , 王忠
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.160166
采用同轴静电纺丝技术制备了SnO2-CuO复合纳米纤维,采用提拉法将SnO2-CuO纳米纤维涂覆于印有梳状Au电极的氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜,设计了一种新型薄膜式H2S传感器。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱(XPS)表征SnO2-CuO纳米纤维的相组成和微观形貌,分析了敏感薄膜成分配比和厚度对硫化氢敏感机理和电化学特性。采用WS-30A型气敏元件分析仪测试了H2S传感器敏感特性、温度特性、湿度特性、动态响应、抗干扰特性和稳定性。结果表明,以C50纳米纤维为敏感薄膜(膜厚为70 nm)的H2S传感器,在温度为25℃,H2S气体浓度为10-60 mg/L时,传感器线性度和灵敏度分别为92.3%和98.2%,响应最大值为1080,承受的最大相对湿度为95%,动态响应和恢复时间分别为4和12 s。此传感器对CO,NO2,SO2,NH3,CO2,CH4和H2等有害气体具有较好的抗干扰性。在矿井中连续使用12月后,响应衰减了9.2%,响应正常时间为10.9月。
关键词: 同轴静电纺丝, 硫化氢, 传感器, 纳米纤维, 敏感薄膜
基于CeO2-Co3O4纳米纤维的催化发光式甲醛传感器研究
胡明江 , 吕春旺 , 杨师斌 , 王忠
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.170221
采用双喷嘴静电纺丝法制备了CeO2-Co3O4纳米纤维,将制备的CeO2-Co3O4纳米纤维均匀涂覆于μ型加热线圈表面形成催化发光薄膜,设计了一种新型催化发光甲醛传感器。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、全自动程序化学吸附仪和X-射线光电子能谱仪,表征了Co3O4-CeO2纳米纤维的相组成和微观形貌,讨论了甲醛在CeO2-Co3O4催化剂表面的电化学特性和催化发光机理。在优化条件下,即波长500 nm、温度550℃、载气流速0.2 L/min,甲醛传感器件(Ce30)催化发光强度与甲醛浓度在1.2-50μg/m3范围内有良好的线性关系,灵敏度为40.04 a.u./(μg/m3),检出限为1.2μg/m3,动态响应和恢复时间分别为2.4和3.5 s。此传感器可用于汽车尾气中甲醛浓度检测,相对误差范围为0.4%-1.1%,相对标准偏差RSD < 3%(n=6)。
关键词: 静电纺丝, 甲醛, 传感器, 纳米纤维, 催化发光, 汽车尾气