Miniaturization of Analytical Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Rios, Angel/ Escarpa, Alberto/ Simonet, Barolome

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2009-10

价格:868.00元

装帧:

isbn号码:9780470061107

丛书系列:

图书标签:

微型化
分析系统
微流控
生物传感器
化学传感器
分析化学
仪器分析
实验室芯片
便携式分析
微纳技术

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具体描述

The book describes a general vision of the miniaturization of the analytical systems, including their principles, designs and applications. Through ten chapters the different aspects characterizing the miniaturized systems are developed. Thus, the two first chapters include the basic concepts behind miniaturization in analytical chemistry, as well as the mechanical and electronic tools needed for designing and fabricating miniaturized analytical systems. Chapters 3 to 6 represent the core of the book, as they take as the basis the analytical process and deal with the miniaturization of sample treatment (including the consequent automation), with sections devoted to the problems associated with sample introduction in micro(nano) systems; miniaturized systems for analyte separation, depending of the forces involved in moving the flow; and detection in micro-size environments. Following on, Chapters 7 and 8 will deal with the miniaturization of the entire process: from sample introduction to the generation of the corresponding analytical results. The last part of the book will deal with two aspects of miniaturized analytical systems directly connected to their usefulness: the design of portable miniaturized systems (interesting for performing field tests) and how to assure the practical reliability of the micro(nano) systems (quality control tests, performance and validation activities, as well as the robustness of the miniaturized depicted systems. The ruggedness of micro(nano) systems are briefly discussed and related to the tools for designing and fabricating described in the first chapters of the book.

《微型化分析系统：革新科学研究与应用的未来》本书将为您揭示一个充满无限可能的新兴领域——微型化分析系统。这是一个将传统上笨重、昂贵的实验室设备浓缩至微小尺寸的革命性变革，其影响力正以前所未有的速度渗透到科学研究、工业生产、环境保护乃至临床诊断的各个角落。本书深入浅出地探讨了微型化分析系统的设计原理、关键技术、应用前景以及面临的挑战，为读者构建一个清晰而全面的认知框架。第一章：微型化分析系统的定义与演进本章将从根本上定义微型化分析系统（Miniaturized Analytical Systems），阐述其核心特征，如尺寸减小、集成化、高通量、低试剂消耗以及快速分析等。我们将追溯微型化分析系统发展的历史脉络，从早期微流控芯片的概念萌芽，到芯片实验室（Lab-on-a-chip, LOC）的蓬勃发展，再到如今更加智能、多功能集成化的发展趋势。通过回顾关键的技术里程碑和重要的学术突破，读者将能深刻理解这一领域是如何从一个初步构想演变成当今极具活力的前沿学科。第二章：微流控学：微型化分析系统的基石微流控学是微型化分析系统得以实现的核心驱动力。本章将详细介绍微流控学的基本原理，包括流体在微通道中的行为特点，如层流、扩散控制、毛细作用等。我们将探讨各种微通道的制造技术，如光刻、激光烧蚀、注塑成型、软光刻等，并分析不同制造方法的优缺点及其适用范围。此外，本章还将深入讲解微流控系统中常用的流体控制技术，包括主动控制（如微泵、微阀）和被动控制（如重力、毛细作用），为理解后续的系统集成打下坚实基础。第三章：关键组件与集成技术一个完整的微型化分析系统并非仅仅是微流控通道，它包含了多种关键组件的协同工作。本章将聚焦于构成微型化分析系统的核心部件，例如：微样本制备单元：如何在微尺度下完成样本的采集、稀释、分离、浓缩和纯化，以适应后续的检测需求。微反应单元：介绍微通道内进行的化学反应、生物反应（如PCR、ELISA）的设计与优化，以及如何实现高效的反应动力学控制。微检测单元：探讨集成在芯片上的各类检测技术，包括光学检测（荧光、比色、拉曼）、电化学检测、质量分析以及生物传感器等，并分析它们在微型化系统中的优势与局限。信号处理与数据输出：介绍如何将微检测单元产生的信号进行采集、放大、处理，并最终转化为可理解的数据信息。本章还将重点阐述将这些分散的组件高效集成到单一芯片或模块中的技术，强调其在减小体积、降低功耗和提高整体性能方面的重要性。第四章：分析方法的微型化：化学与生物领域的突破本章将深入探讨如何将经典的分析方法在微尺度下进行重构和优化。我们将详细介绍在微型化分析系统中实现的关键分析技术，例如：微型高效液相色谱（µ-HPLC）：分析不同载体的色谱柱设计、流动相输送与检测，以及其在复杂样品分离方面的潜力。微型气相色谱（µ-GC）：介绍微型GC柱的制备、进样与检测技术，以及其在现场气体分析中的应用。微型质谱（µ-MS）：探讨微型化离子源、质量分析器和检测器的设计，以及它们如何与微流控技术结合，实现痕量物质的高灵敏度检测。微型生物分析系统：重点介绍用于DNA/RNA分析、蛋白质组学、细胞学研究以及疾病诊断的微型化生物传感器和芯片。通过列举具体的应用案例，读者将直观地了解微型化分析系统如何革新传统的分析手段，使其更加便携、快速且成本效益更高。第五章：应用领域：驱动社会进步的强大引擎微型化分析系统的应用范围极其广泛，几乎可以覆盖所有需要进行精确测量的领域。本章将系统地梳理和分析微型化分析系统在各个关键领域的应用现状与未来发展趋势：环境监测：现场、实时监测空气质量、水质、土壤污染物，以及工业废气排放，为环境保护提供及时有效的支持。食品安全：快速检测食品中的农药残留、兽药残留、重金属、添加剂以及病原微生物，保障公众饮食健康。临床诊断与医疗健康：开发便携式、床旁诊断设备，实现对血液、尿液、唾液等体液中生物标志物的快速检测，用于疾病的早期筛查、诊断和疗效监测。药物研发与质量控制：加速药物筛选、药代动力学研究，以及药品生产过程中的质量检测。法医鉴定：用于现场痕量证据的分析，提高鉴定效率和准确性。工业过程控制：在化工、生物制造等领域实现对生产过程关键参数的实时监控与优化。本书将通过丰富的案例研究，展示微型化分析系统如何解决实际问题，创造新的商业机遇，并最终改善人类生活质量。第六章：挑战与未来展望尽管微型化分析系统取得了显著的成就，但仍面临一些亟待解决的挑战。本章将深入探讨这些挑战，包括：标准化与互操作性：如何建立通用的标准，确保不同厂商、不同系统的互操作性。成本效益与规模化生产：如何进一步降低生产成本，实现大规模商业化生产。鲁棒性与可靠性：如何提高系统在复杂、恶劣环境下的稳定性和可靠性。数据管理与信息安全：如何高效地处理和存储海量的分析数据，并保障数据的安全。法规与伦理问题：针对新型检测技术的审批流程、数据隐私保护等问题进行探讨。最后，本章将对微型化分析系统的未来发展趋势进行展望，例如与人工智能、大数据、物联网技术的深度融合，开发更加智能化、自主化的分析平台，以及其在精准医疗、个性化健康管理、可持续发展等前沿领域的更广阔应用前景。本书适合对科学技术前沿感兴趣的科研人员、工程师、研究生以及相关行业的从业者。无论您是希望深入了解这一领域的专业人士，还是渴望探索未来科技发展方向的探索者，本书都将为您提供宝贵而深刻的见解。