Miniaturization of Analytical Systems pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:

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

出品人:

頁數:384

译者:

出版時間:2009-10

價格:868.00元

裝幀:

isbn號碼:9780470061107

叢書系列:

圖書標籤:

微型化
分析係統
微流控
生物傳感器
化學傳感器
分析化學
儀器分析
實驗室芯片
便攜式分析
微納技術

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具體描述

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.

《微型化分析係統：革新科學研究與應用的未來》本書將為您揭示一個充滿無限可能的新興領域——微型化分析係統。這是一個將傳統上笨重、昂貴的實驗室設備濃縮至微小尺寸的革命性變革，其影響力正以前所未有的速度滲透到科學研究、工業生産、環境保護乃至臨床診斷的各個角落。本書深入淺齣地探討瞭微型化分析係統的設計原理、關鍵技術、應用前景以及麵臨的挑戰，為讀者構建一個清晰而全麵的認知框架。第一章：微型化分析係統的定義與演進本章將從根本上定義微型化分析係統（Miniaturized Analytical Systems），闡述其核心特徵，如尺寸減小、集成化、高通量、低試劑消耗以及快速分析等。我們將追溯微型化分析係統發展的曆史脈絡，從早期微流控芯片的概念萌芽，到芯片實驗室（Lab-on-a-chip, LOC）的蓬勃發展，再到如今更加智能、多功能集成化的發展趨勢。通過迴顧關鍵的技術裏程碑和重要的學術突破，讀者將能深刻理解這一領域是如何從一個初步構想演變成當今極具活力的前沿學科。第二章：微流控學：微型化分析係統的基石微流控學是微型化分析係統得以實現的核心驅動力。本章將詳細介紹微流控學的基本原理，包括流體在微通道中的行為特點，如層流、擴散控製、毛細作用等。我們將探討各種微通道的製造技術，如光刻、激光燒蝕、注塑成型、軟光刻等，並分析不同製造方法的優缺點及其適用範圍。此外，本章還將深入講解微流控係統中常用的流體控製技術，包括主動控製（如微泵、微閥）和被動控製（如重力、毛細作用），為理解後續的係統集成打下堅實基礎。第三章：關鍵組件與集成技術一個完整的微型化分析係統並非僅僅是微流控通道，它包含瞭多種關鍵組件的協同工作。本章將聚焦於構成微型化分析係統的核心部件，例如：微樣本製備單元：如何在微尺度下完成樣本的采集、稀釋、分離、濃縮和純化，以適應後續的檢測需求。微反應單元：介紹微通道內進行的化學反應、生物反應（如PCR、ELISA）的設計與優化，以及如何實現高效的反應動力學控製。微檢測單元：探討集成在芯片上的各類檢測技術，包括光學檢測（熒光、比色、拉曼）、電化學檢測、質量分析以及生物傳感器等，並分析它們在微型化係統中的優勢與局限。信號處理與數據輸齣：介紹如何將微檢測單元産生的信號進行采集、放大、處理，並最終轉化為可理解的數據信息。本章還將重點闡述將這些分散的組件高效集成到單一芯片或模塊中的技術，強調其在減小體積、降低功耗和提高整體性能方麵的重要性。第四章：分析方法的微型化：化學與生物領域的突破本章將深入探討如何將經典的分析方法在微尺度下進行重構和優化。我們將詳細介紹在微型化分析係統中實現的關鍵分析技術，例如：微型高效液相色譜（µ-HPLC）：分析不同載體的色譜柱設計、流動相輸送與檢測，以及其在復雜樣品分離方麵的潛力。微型氣相色譜（µ-GC）：介紹微型GC柱的製備、進樣與檢測技術，以及其在現場氣體分析中的應用。微型質譜（µ-MS）：探討微型化離子源、質量分析器和檢測器的設計，以及它們如何與微流控技術結閤，實現痕量物質的高靈敏度檢測。微型生物分析係統：重點介紹用於DNA/RNA分析、蛋白質組學、細胞學研究以及疾病診斷的微型化生物傳感器和芯片。通過列舉具體的應用案例，讀者將直觀地瞭解微型化分析係統如何革新傳統的分析手段，使其更加便攜、快速且成本效益更高。第五章：應用領域：驅動社會進步的強大引擎微型化分析係統的應用範圍極其廣泛，幾乎可以覆蓋所有需要進行精確測量的領域。本章將係統地梳理和分析微型化分析係統在各個關鍵領域的應用現狀與未來發展趨勢：環境監測：現場、實時監測空氣質量、水質、土壤汙染物，以及工業廢氣排放，為環境保護提供及時有效的支持。食品安全：快速檢測食品中的農藥殘留、獸藥殘留、重金屬、添加劑以及病原微生物，保障公眾飲食健康。臨床診斷與醫療健康：開發便攜式、床旁診斷設備，實現對血液、尿液、唾液等體液中生物標誌物的快速檢測，用於疾病的早期篩查、診斷和療效監測。藥物研發與質量控製：加速藥物篩選、藥代動力學研究，以及藥品生産過程中的質量檢測。法醫鑒定：用於現場痕量證據的分析，提高鑒定效率和準確性。工業過程控製：在化工、生物製造等領域實現對生産過程關鍵參數的實時監控與優化。本書將通過豐富的案例研究，展示微型化分析係統如何解決實際問題，創造新的商業機遇，並最終改善人類生活質量。第六章：挑戰與未來展望盡管微型化分析係統取得瞭顯著的成就，但仍麵臨一些亟待解決的挑戰。本章將深入探討這些挑戰，包括：標準化與互操作性：如何建立通用的標準，確保不同廠商、不同係統的互操作性。成本效益與規模化生産：如何進一步降低生産成本，實現大規模商業化生産。魯棒性與可靠性：如何提高係統在復雜、惡劣環境下的穩定性和可靠性。數據管理與信息安全：如何高效地處理和存儲海量的分析數據，並保障數據的安全。法規與倫理問題：針對新型檢測技術的審批流程、數據隱私保護等問題進行探討。最後，本章將對微型化分析係統的未來發展趨勢進行展望，例如與人工智能、大數據、物聯網技術的深度融閤，開發更加智能化、自主化的分析平颱，以及其在精準醫療、個性化健康管理、可持續發展等前沿領域的更廣闊應用前景。本書適閤對科學技術前沿感興趣的科研人員、工程師、研究生以及相關行業的從業者。無論您是希望深入瞭解這一領域的專業人士，還是渴望探索未來科技發展方嚮的探索者，本書都將為您提供寶貴而深刻的見解。