离子浓差极化效应及其在微纳流控分子富集系统中的应用进展  被引量:4

Ion concentration polarization and its application in molecular preconcentration in micro-nanofluidic systems

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作  者:李子瑞 LI ZiRui(Institute of Laser and Optoelectronic Intelligent Manufacturing,Wenzhou University,Wenzhou 325000,China)

机构地区:[1]温州大学激光与光电智能制造研究院,温州325000

出  处:《中国科学:技术科学》2018年第11期1151-1166,共16页Scientia Sinica(Technologica)

基  金:国家重点研发计划项目-政府间国际科技创新合作重点专项(编号:2016YFE0105900);国家自然科学基金(批准号:21576130;11372229)资助项目

摘  要:离子选择性输运导致的离子浓差极化(ion concentration polarization, ICP)现象与微纳流控技术的结合为生物分子检测、离子分离和海水淡化等许多领域问题提供了新的解决方案,也为传统ICP问题的研究提供了新的技术平台.本文首先对ICP现象做简要介绍,对理论和仿真方面的最新研究成果进行梳理,重点介绍第二类电渗流的产生机理及其对超限定电流的决定作用.然后,对微纳通道系统,特别是哑铃型和H型微纳通道系统中的ICP现象进行解释,对基于ICP效应的带电分子富集、海水脱盐、整流等应用系统进行概述,着重介绍带电分子富集方面最新的仿真研究成果.The combination of ion concentration polarization (ICP) phenomenon and micro-nanofluidic technologies provided novel solutions to the problems of biomolecular detection, ion separations and desalinations etc. This paper makes a brief introduction to ICP and the latest advances in the related theoretical and simulation research, with especial emphases on electroosmotic flow of the second kind and its deterministic role in the formation of over limiting currents. Subsequently, ICP in dumbbell-shaped and H-shaped micro- nanofluidics systems is introduced, along with its application in preconcentration, seawater desalination and current rectification systems. Latest theoretical advances ICP-based electrokinetic concentration is reviewed. Lastly, future work in terms of new functionalities, industrial development and theoretical investigations are suggested.

关 键 词:离子浓差极化 第二类电渗流 超限定电流 分子富集 微纳流控系统 

分 类 号:O652[理学—分析化学]

 

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