基于惯性聚焦微流控的循环肿瘤细胞检测技术在脑胶质瘤辅助诊断中的应用研究

背景早期诊断和复发监测对脑胶质瘤患者的预后尤为重要,基于惯性聚焦微流控的循环肿瘤细胞检测技术在这一领域具有潜在应用价值。目的探索惯性聚焦微流控技术对外周血中脑胶质瘤循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)的捕获能力及其在脑胶质瘤辅助诊断方面的应用价值。方法选取2022年12月—2023年10月就诊于解放军总医院第一医学中心的脑胶质瘤患者21例,作为病例组;在接受临床干预前,采集患者外周血4 mL,并收集患者临床信息。另选取健康者25例作为对照组,采集外周血4 mL。每份血液标本都通过惯性聚焦微流控芯片技术平台进行CTCs检测。对检测数据和临床情况进行分析。结果21例脑胶质瘤患者中,男性9例,女性12例,平均年龄(43.48±14.27)岁;25例健康者中,男性12例,女性13例,平均年龄(44.76±11.38)岁。两组年龄、性别差异无统计学意义。病例组CTCs检出总数[M(IQR):7(3~19)vs 0(0~1),P<0.001]、混合型CTCs[M(IQR):2(0~16)vs 0(0~0),P<0.001]和间质型CTCs[M(IQR):0(0~5)vs 0(0~0),P=0.001]检出数均显著高于对照组。ROC曲线分析显示,CTCs检出总数、混合型、间质型CTCs检出个数的ROC曲线下面积(area under curve,AUC)分别为0.987、0.810、0.702;取病例组CTCs检出计数中位数11为截断值,将病例组研究对象分为高CTCs计数组和低CTCs计数组,两组的血常规结果、炎性指标、WHO分级差异均无统计学意义(P>0.05)。结论惯性聚焦微流控技术对于脑胶质瘤患者外周血中的CTCs具有良好的捕获能力,结合免疫组织化学染色,有效排除了炎症细胞对检测结果的影响,提高了检测的准确性。在脑胶质瘤辅助诊断方面具有较高的潜力。

受限管道内移动气泡的液膜界面形貌研究

受限管道中的气泡移动在诸如二氧化碳填埋与驱油、心脑血管和肺部气液输运等领域具有重要的应用,液膜动力学以及气-液界面的形貌演变这些关键问题受到关注.文章旨在通过基于光干涉的实验方法,探究气泡在受限管道内移动过程中,气体与管壁间的液膜相对厚度分布,并分析其变化规律,得到周期性变速移动气泡引起的液膜厚度特征.通过液滴微流控的流动聚焦法,分别在蛇形延长管道和平直短管道内形成了匀速移动的气泡和变速移动气泡.利用绿色光在气-液和液-固界面产生的两道反射光之间干涉所形成的条纹,通过相对光干涉强度(ROII)方法得到液膜厚度分布.发现在与气泡固连的参考系中,匀速移动气泡引起的液膜厚度呈稳态分布,且得到了与以往的研究工作相符的、接近气泡尾部的马鞍形厚度分布,证明了该实验方法的有效性.在气泡进行周期性减速—加速—匀速的移动过程中,气泡参考系内的液膜厚度呈现了随时间周期性变化的厚度分布.气泡加速与减速均引起了界面形貌的整体变化,且体现出了滞后性.本研究发现了变速移动气泡特殊的液膜厚度演变规律,将为针对受限管道内气泡的理论和计算研究提供实验观测的依据.

基于气-液共流聚焦法的微流控芯片微液滴喷射系统及磁性微球制备

微液滴喷射技术作为新型前沿技术在众多领域具有广阔的应用前景。结合气-液两相液滴喷射技术,设计了一种结构简单、低成本的微液滴喷射系统。该系统采用基于共流聚焦法的微流控芯片,将不同粘度的甘油水溶液作为分散相,通过调节气压、体积流量、粘度以及喷嘴直径等参量,进而控制微液滴喷射直径及喷射频率,完成8~175 mPa·s粘度下的微液滴喷射。对实验结果中系统的相关性能进行总结和分析。该研究有助于提高气动式微液滴喷射的稳定性,丰富了微液滴喷射装置的结构设计。利用此系统,通过调节气压和体积流量,制备了平均直径为300μm、均一性好、具有较好磁性的磁性微球。

液浸背板式聚光光伏系统性能实验研究

在聚光光伏发电系统中,在高倍率聚光情况下如何有效控制太阳光电池的工作温度是关键问题。实验通过密闭腔体液浸太阳光电池背板的冷却方式,与传统的液体直接浸没循环流动的绝缘液体冷却的方法相比,首先避免因直接浸没而产生的薄液膜导致太阳光电池表面反射光损失,其次降低因采用循环流动方式装置的复杂程度,增加聚光光伏系统的稳定性。实验研究结果表明,液浸背板式聚光光伏系统中点聚焦菲涅尔透镜几何聚光倍率500,在当天12:47太阳辐射值达到1043 W/m2时,聚光后太阳光电池的最大功率Pmax为3.972 W,此刻对应的Vmaxp为1.955 V,Imaxp为2.031 A,太阳光电池背板温度T3为99.8℃。其中,密闭腔体内液体温度分布相对均匀,T5、T6、T7、T8温度差介于4~6℃。

电控液晶透镜的偏振转换和聚焦研究

【目的】针对径向偏振光束的产生和聚焦问题,提出了一种具有孔图案化电极的电控液晶偏振转换透镜。【方法】首先,装置采用扭曲径向液晶结构将线性偏振光旋转产生径向偏振光;然后,通过施加固定频率的驱动电压,使孔图案化电极和公共电极之间产生梯度电场,从而诱导液晶分子发生重定向;最后,在液晶层中形成具有梯度折射率的偏振转换透镜,将产生的径向偏振光进行聚焦。【结果】液晶偏振转换器产生了具有高度对称特性的径向偏振光,通过电控可以得到焦距约为116 mm,焦斑直径约为65.7μm的聚焦效果,实现了偏振转换和聚焦功能的集成化。【结论】本电控液晶偏振转换透镜结构简单,便于制作,光学性能稳定,为同时实现径向偏振光束的产生与聚焦提供了可靠的研究方案。

高速变焦液体透镜的发展动态综述

高速变焦液体透镜是光学成像领域内新兴的一个研发热点。首先从微流控方法和机理的角度介绍了近几年国内外学者研究的高速变焦液体透镜技术,阐述了相关技术特点和发展趋势。最后,对高速变焦液体透镜技术在军、民若干领域的具体应用进行了分析,对该技术的前景和面临的挑战进行了展望。

超声治疗中耦合液对声聚焦影响的研究

本文推导了凹球面聚焦换能器产生的声波经耦合液进入软组织后的声场计算公式，并对不同耦合液、耦合层厚度、温度对声聚焦的影响进行了研究，得到了一些对超声热疗具有指导意义的结果。

燕窝蛋白质样品制备方法的比较及其双向电泳分析

燕窝水提及丙酮沉淀蛋白质经液相等电聚焦电泳纯化后,再经双向电泳分离获得了质量较佳的2-DE图谱,由此可见液相等电聚焦电泳是对燕窝蛋白质进行纯化的有效手段。对纯化后的2个白燕窝和1个血燕窝水提及丙酮沉淀蛋白质进行了双向电泳分析,结果显示两种方法制备蛋白质获得的2-DE图谱非常相似。燕窝水提蛋白质经丙酮沉淀制备样品时间较透析、冻干所需的时间短,这对于成分复杂蛋白质提取率较低的血燕窝则更为适用。

基于仿人眼自适应调节的多光谱视觉图像处理方法

针对传统仿生视觉系统中目标图像获取单一性问题,提出一种仿人眼自适应调节的多光谱视觉成像技术。首先,通过改进的自动调焦算法使成像系统同时采集可见光高分辨率图像及近红外低分辨率图像。然后,对于多光谱成像系统中由于分光棱镜折射率不同导致的在固定焦距下,可见光和近红外图像清晰度有所不同的问题,采用改进的二代小波变换进行近红外图像增强,提高图像对比度,改善视觉效果。最后,搭建基于液体变焦透镜的多光谱实验系统验证自动调焦算法及图像增强算法的实际性能。实验结果表明:系统完成有效自动调焦的平均用时为756 ms。同时,近红外图像增强后其灰度方差函数值提高了79.4%,解决了对比度低和细节模糊的问题,最终实现自适应调节。

液相等电聚焦电泳纯化燕窝蛋白质

以市售燕窝为材料,采用MicroRotofor系统进行液相等电聚焦电泳(liquid-phase isoelectric focusing,LIEF)纯化燕窝蛋白质,等电聚焦电泳后对收集到10个小室的样品进行SDS凝胶电泳分析。结果显示,燕窝蛋白质提取液中的一些胶状物聚集在聚焦槽酸端第1～4样品室,第9、10样品室杂质也较多,合并第5～8样品室的样品,即得纯化后的燕窝蛋白用于后续双向电泳分析。液相等电聚焦电泳预分离纯化技术结合双向电泳技术,对4个燕窝蛋白质进行较好的分离,在2-DE胶上检测到约30～60个蛋白质点。由此可见,液相等电聚焦电泳预分离技术是燕窝蛋白质进行2-DE分离前的重要纯化手段。

镓液态金属离子源的制备

镓液态金属离子源广泛应用于聚焦离子束技术 ,本文介绍了一种利用电子轰击的方法制备镓液态金属离子源的工艺和设备 ,测试了源的 I- V发射特性曲线 ,d I/ d V≈ 0 .0 5 ( μA/ V) ,进行了新旧工艺下电流发射稳定度的比较 ,最佳源发射稳定度大于 95 % ,寿命大于 1 0 0 0小时。

基于可见光及近红外的仿生视觉成像技术

为了解决传统单通道仿生视觉成像系统应用场景受限的问题,提出一种基于可见光及近红外的仿生视觉成像技术。首先,对多光谱光学成像系统进行研究,设计了以棱镜为分光元件的同口径双通道成像系统,对目标物体进行初步成像。然后,利用基于Roberts算子的图像清晰度评价函数并结合自适应变步长搜索策略对目标物体进行清晰成像。最后,搭建了以液体变焦透镜为调焦执行机构的实验装置,验证仿生视觉成像系统及自动调焦算法的实际性能,实验结果表明:光学系统的成像质量可满足实际需求,同时,自动调焦算法完成一次调焦过程的时间仅为1050ms。

聚焦离子束加工技术及其应用

对聚焦离子束加工技术在集成电路芯片的诊断与修改、修复光刻掩模缺陷、制作透射电镜样品以及多用途微切割上的应用作了详细介绍。

聚焦离子束系统液态金属离子源的研制

设计了一种聚焦离子束系统用液态金属离子源(Liquid Metal lon Source-LMIS),本文对该源组件结构的设计、发射针尖的腐蚀工艺、挂金属镓工艺、测试系统的设计作了介绍;然后对该离子源的I-V特性、角电流密度、稳定性以及寿命等性能进行了测试。实验结果表明,该源的各项指标均达到了聚焦离子束系统的要求,并对影响源性能的因素进行了分析,从而为合理有效地设计液态金属离子源提供启示。

液态金属离子源聚焦离子束系统在微米/纳米技术中的应用

随着微米／纳米科学技术的发展，微细加工微区分析所用的主要技术之一──聚焦离子束技术引人注目．本文简述了具有液态金属离子源的聚焦离子束技术的主要功能，着重报道了近年来该技术在下述领域中的应用：（1）半导体大规模集成电路器件的集成、失误诊断和修复．（2）光电子集成技术中量子阱激光器和光纤相位掩模的制备及量子效应研究．（3）超导器件和真空微电子器件的研制．（4）二次离子质谱分析和透射电子显微镜样品的制备．

用于OCT动态聚焦的液晶菲涅尔波带透镜研究

提出了利用液晶菲涅尔波带透镜实现光学相干层析成像(OCT)动态聚焦的方法。根据扭曲相液晶空间光调制器(TN-LCSLM)的光学特性,设计了适用于OCT动态聚焦的菲涅耳波带透镜。利用TN-LCSLM型菲涅耳波带透镜进行了变焦控制实验,焦距实测结果与设计值比较吻合。此外,本文讨论了采用TN-LCSLM型菲涅耳波带透镜实施动态聚焦涉及到的一些问题。

液相等电聚焦结合乙酰化标记在比较蛋白质组学中的应用

建立了液相等电聚焦,一维电泳分离以及肽段乙酰化同位素标记的新技术,此技术在1∶5-5∶1范围内具有较好的动态范围（误差小于20%）。本方法不仅可以提高比较蛋白质组分离的通量,并有助于低丰度差异蛋白中的检出;并成功应用于正常肝脏与癌变肝脏组织的低丰度、偏碱性蛋白的差异比较蛋白质组分析,鉴定出16种差异蛋白,结果令人满意。

液态金属镓离子源的制备

叙述了为纳米聚焦离子束装置研制的镓液态金属离子源的制备,并对该离子源的I-V特性、角电流密度、稳定性以及寿命等性能进行了测试,结果表明,该源的各项指标均达到了聚焦离子束系统对液态金属离子源的性能要求。

聚焦离子束曝光技术

聚焦离子束技术是一种集形貌观测、定位制样、成份分析、薄膜淀积和无掩模刻蚀各过程 于一身的新型微纳加工技术。它大大提高了微电子工业上材料、工艺、器件分析及修补的精度和速 度,目前已经成为微电子技术领域必不可少的关键技术之一。对聚焦离子束曝光技术作了介绍。

单级透镜聚焦离子束系统的研究

建立了一台简单实用的单级透镜聚焦离子束（ＦＩＢ）系统。该系统采用优越的Ｃａ￣＋液态金属离子源（ＬＭＩＳ）和单级Ｏ－Ｓ透镜，在束能为２０ｋｅＶ、束流为３００ｐＡ时，束径达到０．３μｍ。改进了束斑的测量方法。研究了影响束斑的各种因素。该系统既可用来作为扫描离子显微镜，又可作为亚微米加工工具。文中给出了在该系统上得到的样品显微图像和刻蚀图形的结果。