基于3D打印和丝网印刷制作的电化学微流控反应器及其在DNA四面体上的应用

为了能够实现快速、低成本的制作电化学微流控反应器,并将其用于电化学合成DNA四面体,利用纳米材料结合丝网印刷技术构建低成本的pH敏感电极,利用3D打印技术制作牺牲层管道以及框架结构用于快速构建带有盐桥的微反应池,并开发了微型恒电位控制电路。实验结果表明,基于TiO₂与Co₃O₄的丝网印刷pH敏感电极可以对2～12的pH值进行敏感测量,并且可以通过在其与Ag/AgCl电极之间施加恒电位逆向调控溶液的pH值。将基于3D打印结合丝网印刷制作的电化学微流控反应器搭配微型恒电位控制电路用于电化学合成DNA四面体。实验结果表明,该系统可合成不同碱基长度20 bp、26 bp、37 bp的DNA四面体,时间为6 min,相比于传统热法合成DNA四面体需要30 min,时间大为缩短。该种制作工艺可应用于电化学合成DNA四面体,并具有微型化、集成化、低成本制作电化学微流控反应器的发展潜力。     

用于灰度不均图像分割的自适应灰度拟合模型

针对灰度不均图像的分割问题,提出了一个结合全局信息的局部区域自适应灰度拟合模型。首先,分别利用图像的局部和全局信息构造了局部拟合项和全局拟合项;其次,利用像素点邻域内灰度的极差反映该点邻域内灰度的偏差程度,并以此定义了一个自适应权值函数;最后,利用定义的权值函数为局部项和全局项自适应赋权值,得到所提模型的能量泛函,并使用变分法推导出模型的水平集函数迭代方程。数值实现采用有限差分法。实验结果表明,与区域可变灰度拟合（RSF）模型和局部和全局灰度拟合（LGIF）模型相比,所提模型不仅能够稳定、准确地分割多种灰度不均图像,而且对演化曲线初始轮廓的位置、大小和形状具有更强的鲁棒性。     

投影微立体光刻技术在微流控芯片领域的研究进展

对投影微立体光刻(PμSL)技术在微流控芯片领域的优势进行了简要概述,介绍了其技术原理以及数字微镜设备(DMD)的工作机制。分析了影响PμSL技术提高XY平面和Z轴打印分辨率的因素,重点讨论了通过优化光学系统、树脂配方、打印方式及图像算法等途径以提高单步制作微流控封闭管道Z轴分辨率的技术方法,并介绍了PμSL技术在多材料打印领域的研究进展。此外,对近年来国内外利用PμSL技术制备微流控功能器件、器官芯片的研究进展进行了介绍。最后,对PμSL技术在微流控芯片领域当前面临的Z轴分辨率较低、靶面与精度较难平衡和器官芯片打印材料生物相容性差等问题进行了探讨,并对其未来发展方向进行了展望。