2018传热传质学年会集

学术会 ab，ab*，ab，屈治国ca（生物医学信息工程教育 ，西安交通大学生命学院，陕西西安b（c(热流科学与工程教育 ，西安交通大学能动学院，陕西西安（E-mail: 传染性疾病（如、疟疾、重大慢性疾病（如、心脏病、、环境污人死于心血管病，6亿人染上食源性疾病，84万人因水食物等环境污染问题[5]。早期传统的疾检测如B超X射线、T与NR成像，环污染与品安全测dd）特异性快速、需大型备的即诊技术在健康、品安全环境污[6-]、在众多的时检测件中流试纸析仪具成低廉简单速检测无需[8,10]是一种由物纤维状无序布构成多孔介质有用且环友好的点因此纸基即时断微流在病环境染物食全检测应中展现广泛的用前景已成为各国科学家研究的热点。虽然侧流试纸分析仪相比于传统的方法具有众多优[]。、，目前已开发多种实验方法来优化侧流试纸分析仪，如改变试纸的材料、优化试纸的结构、探索更为有效的化学试剂等[12]13]。然而实验方法有一定局限性，例如实验时数学模拟为分析侧流试纸内工作过程提供了有效的对侧流试纸分析仪工作过程进行数，基金项目：（2017M623167BXQian等[14]开发了侧流试纸的对流-析了PDMS疏水的设置对侧流试纸速度场和被测物质浓度场的影响，得到基于PDMS1（A）所示，侧流试纸是由样品垫、连接垫、NC膜、吸收垫组成。检测线和对照NC膜上，用以判断检测结果。溶液由于毛细效应从样品垫流入，依次经过连接垫、NC膜最后到达吸收垫。由于四个组成部分材料的渗透率和孔隙率不同，溶液流动的速度场1（B）所示，在NCPDMS疏水1（C）PDMS疏水通道改进后的侧流试纸的速度场和检测线、对照线上的kA+PkkkR+PA

RA+P

kk

[]（1UU2U

反应物浓度，D为扩散系数、U为对流系数）CA

U

CP

PUCPFPAFRPAFCP

2CPA2

U

F

、CRA

根据化学动力学原理，PA RA 1 2及CP的方程如下FPAkaCACPkdCPA FRAkaCR0CRACRPACAkdCRAFRPA1kaCR0CRACRPACPA FRPA2kaCRACPkdCRPA FCP=kaCC0CCPCPkd

]合物浓度，ka1、ka2、ka3、ka4、ka5为(1)(2)(3)(4)(5)的正反应速率，kd1、kd2、kd3、kd4、kd5为CA=CP=CPA=CRA=CRPA=CCPCA/z0,CP/z0,CPA/zCA/x0,CP/x0,CPA/x

t

CA=CA

CP

CA/x0,CP/x0,CPA/x表

名 符 数 单KKaKKdDDa显色颗粒与复合 扩散系

L/mol1/m2/sm2/

CPCR

300s左右到达检测线，之后信号强度在较短的500s左右达到一个稳定值，之后不再随着时间发生明显变化。这340s左右到达对照SS 0 t浓度变化关系。由图我们可以看出，我们可以看出，在目标物浓度较小时，随着目标物浓（度随着目标物浓度的增加而减小，这是由于对照线上的对照探针与显色颗粒发生反应而显PDMS疏水改进对显色信号及流速的影4PDMSPDMS疏水通道改进的侧流试纸的对比。图（A）PDMS示了未改进侧流试纸与改进型侧流试纸检测信号对比，由图可以看出，装载PDMS后垫上速度场对比（D）PDMS后，溶液流动速度有较为明显的减慢。因此，我们可以推测，是由于PDMS使溶液4（A）检测信号浓度场分布图，（B）未改进侧流试纸与Brinkman流动方程，将侧流试纸不同组成部分的材料性能对流动的影响考虑号强度的影响，验证了改进后模型的有效性。并针对Choi[15]中利用PDMS疏水提升侧流试纸性能的实验进行了理论模拟，对比分析了有无PDMS疏水对侧流试纸速度场PDMS疏水通道对侧流试纸分析仪改进的原理。Application.ChemRev,2017.117(12):p.8447-8480.Hu,J.,etal.,Advancesinpaper-basedpoint-of-carediagnostics.BiosensBioelectron,2014.54:p.585-Morens,D.M.,G.K.Folkers,andA.S.Fauci,Thechallengeofemergingandre-emerginginfectiousdiseases.Nature,2004.430(6996):p.242-249.Smith,R.A.,etal.,CancerscreeningintheUnitedStates,2017:AreviewofcurrentAmericanCancerSocietyguidelinesandcurrentissuesincancerscreening.CA:ACancerJournalforClinicians,2017.67(2):p.100-121.WorldHealthStatistics2017:MonitoringhealthfortheSDGs.WordHealthOrganization, eCountries.PLOSMedicine,2012.9(9):p. Sia,S.K.andL.J.Kricka,Microfluidicsandpoint-of-caretesting.LabonaChip,2008.8(12):p.1982-Lopez-Marzo,A.M.andA.Merkoci,Paper-basedsensorsandassays:asuccessoftheengineeringdesignandtheconvergenceofknowledgeareas.LabonaChip,2016.16(17):p.3150-3176.Quinn,A.D.,D.Dixon,andB.J.Meenan,Barrierstohospital-basedclinicaladoptionofpoint-of-caretesting(POCT):Asystematicnarrativereview.CriticalReviewsinClinicalLaboratorySciences,2016.53(1):p.1-12.Magro,L.,etal.,Papermicrofluidicsfornucleicacidamplificationtesting(NAAT)ofinfectiousLabChip,Liu,M.,etal.,Alow-cost,ultraflexiblecloth-basedmicrofluidicdeviceforwirelesselectrochemiluminescenceapplication.LabChip,2016.16(15):p.2860-70.Qu,Q.,etal.,RapidandtativedetectionofBrucellabyup-convertingphosphortechnology-basedlal-flowassay.JournalofMicrobiologicalMethods,2009.79(1):p.121-123.Rohrman,B.A.,etal.,ALalFlowAssayfortativeDetectionofAmplifiedHIV-1RNA.PlosOne,2012.7(9):p.e45611.Qian,S.andH.H.Bau,Amathematicalmodeloflalflowbioreactionsappliedtosandwich