基于微流控技术的吸附透析膜的实验研究.pdf

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1、令料曼在术大彥硕士学位论论文题目基于徵洗控技求的吸附達析膜的矣验研免梁程作者姓名生物區学工程学科专业丁丑平到教授导师姓名二〇一五年五月完成时间肀科摩敉水犬嗲硕士学位论文基于微流控技术的吸附透析膜的实验研究作者姓名：梁程学科专业：生物医学工程导师姓名：丁卫平副教授完成时间：二一五年五月二日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeAnExperimentalStudyontheMicrofluidics-BasedAdsorption-Dialysi

2、sMembraneAuthor'sName：：：中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：錄签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文

3、编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。开口保密（一年）作者签名：攀矜导师签名：签字日期：签字日期摘要摘要肾功能衰竭是一种非常普遍的危重疾病，其患病率在世界范围内持续升高。血液净化系统人工肾是维系患者生命的主要治疗手段。血液净化系统的微型化是未来的发展趋势。但目前的血液净化系统不仅未能实现体内植入，甚至连体外便携式产品也还未见报道。近来，微流控技术的迅速发展使得在微型装置上集成透析功能成为可能，

4、这将有助于实现血液净化系统的微型化。本文利用微流控技术，通过基于层流的界面反应，在微流控芯片上生成碳纳米颗粒壳聚糖复合膜（即一种吸附膜或者复合膜，在文中探讨了碳纳米颗粒和反应液流动速度对复合膜成膜的影响，并讨论了复合膜的水力渗透能力和吸附能力。本文将酸性壳聚糖溶液和含有碳纳米颗粒的碱性缓冲液引入到微通道，由于壳聚糖分子在碱性溶液中去质子化而析出，两股反应流体在接触界面上形成一个嵌入了碳纳米颗粒的复合膜。复合膜沿着流体流动方向从上游到下游生长。生长速度随着时间逐渐下降，生长厚度沿着流体流动方向先是快速增加，然后缓慢增长。整个复合膜的形成过程可以

5、分为两个阶段，复合膜的平均生长速度在第一个阶段要明显的大于在第二阶段的平均生长速度。碱性缓冲液中的碳纳米颗粒在本实验中起的是成核剂的作用，使得复合膜的形成更加容易。实验中随着壳聚糖溶液流速的增加，复合膜的平均厚度以及膜的水力渗透能力都是先增加然后再下降。因为碳纳米颗粒的加入，形成的复合膜具有吸附能力。本文中的包含复合膜的微装置对于开发微型化血液净化系统具有重要意义。关键词：片上制作复合膜碳纳米颗粒壳聚糖界面反应AbstractABSTRACTThekidneyfailureisoneoftheverycommonacutediseases,a

6、nditsmorbiditycontinuestoincreaseallovertheworld.Thebloodpurificationsystem，，目录目录■第章绪论本文的研究意义血液透析的临床应用意义血液挣化系统微型化的需求国内外研究现状液透析膜血液净化系统人工肾的发展生物可降解材料壳聚糖微流控芯片本文的研究内容第章微流控芯片的制作实验仪器和实验耗材制作微流控芯片制作掩模板光刻法制作阳模浇注芯片键合本章小结第章微流控芯片中界面膜的生成实验仪器和实验耗材溶液的配置实验平台的搭建碳纳米颗粒壳聚糖复合膜的生成对碳纳米颗粒壳聚糖复合膜的生长过

7、程的探究本章小结第章形成条件对膜生长的影响流体流速对碳纳米颗粒壳聚糖复合膜生长的影响碳纳米颗粒对碳纳米颗粒壳聚糖复合膜生长的影响本章小结第章水力渗透性及吸附性的测试目录水力渗透性的测试肌酐吸附性的测试本章小结第章总结与展望想在读期间发表的学术论文与取得的其他研宄成果第章绪论第章绪论本章作为全文的绪论部分，分别从研究意义、研究现状和本文研究内容三个方面去阐述。研宄意义部分阐述了血液透析的重要意义，以及对血液净化系统微型化的需求。研宄现状部分阐述了当前作为血液净化系统典型代表的人工肾的发展、人工肾核心部分血液透析膜的发展、天然髙生物相容性膜材料壳

8、聚糖的研宄以及微流控技术用于膜分离的研究进展。最后在本文研究内容方面详细的阐述了本文的主要研究内容。本文的研究意义血液透析的临床应用意义肾功能衰竭分为急性肾功能衰竭