| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第1章 前言 | 第10-23页 |
| 1.1 动物细胞的培养及微载体动物细胞培养 | 第10-11页 |
| 1.1.1 动物细胞培养的类型 | 第10页 |
| 1.1.2 微载体与动物细胞大规模培养 | 第10-11页 |
| 1.2 微载体动物细胞培养的流场损伤效应 | 第11-14页 |
| 1.2.1 能量耗散 | 第12-13页 |
| 1.2.2 停留时间 | 第13页 |
| 1.2.3 柯尔莫戈洛夫尺度(Kolmogorov scale) | 第13页 |
| 1.2.4 流体动力学对细胞桥连的效应(hydrodynamic effect on attachment) | 第13-14页 |
| 1.3 流场作用力的定量表征方式 | 第14-17页 |
| 1.3.1 搅拌转速 | 第14页 |
| 1.3.2 柯尔莫戈洛夫最小湍流涡尺度 | 第14-15页 |
| 1.3.3 叶端速度与单位体积功率 | 第15-16页 |
| 1.3.4 剪切积分因子 | 第16页 |
| 1.3.5 流场剪应力 | 第16-17页 |
| 1.3.6 能量耗散率 | 第17页 |
| 1.4 考察流场作用力的装置的结构 | 第17-19页 |
| 1.5 计算流体力学方法与CFD软件 | 第19-21页 |
| 1.5.1 计算流体力学 | 第19-20页 |
| 1.5.2 CFD软件平台 | 第20页 |
| 1.5.3 流体力学的数值计算方法 | 第20-21页 |
| 1.6 实验流体力学与粒子成像测速技术 | 第21-22页 |
| 1.6.1 粒子成像测速技术 | 第21-22页 |
| 1.6.2 微尺度流场的PIV测量 | 第22页 |
| 1.7 本研究的目的和思路 | 第22-23页 |
| 第2章 材料与方法 | 第23-30页 |
| 2.1 主要仪器及软件 | 第23-24页 |
| 2.2 CFD模拟方法的数值模拟过程 | 第24-25页 |
| 2.3 数值求解方法 | 第25页 |
| 2.4 迭代计算时间步长的确定 | 第25页 |
| 2.5 能量耗散率及相对能量耗散率 | 第25-26页 |
| 2.6 粒子成像测速实验步骤 | 第26-27页 |
| 2.7 微载体动物细胞的培养 | 第27-28页 |
| 2.7.1 MDCK的培养 | 第27-28页 |
| 2.7.2 PK细胞的培养 | 第28页 |
| 2.8 细胞计数分析 | 第28-30页 |
| 第3章 基于CFD的微流道装置的结构设计 | 第30-48页 |
| 3.1 MF77-21.5L动物细胞培养罐的CFD模拟 | 第30-33页 |
| 3.2 应用于悬浮细胞培养型式的微流道设计 | 第33-39页 |
| 3.2.1 剧烈收缩的微流道设计 | 第33-35页 |
| 3.2.2 有收缩流道的微流道设计 | 第35-39页 |
| 3.3 参考压强对于模拟计算结果影响的讨论 | 第39-40页 |
| 3.4 流速条件变化时微通道内能量耗散率的变化趋势 | 第40-41页 |
| 3.5 流道宽度变化时微通道内能量耗散率的变化趋势 | 第41-42页 |
| 3.6 大尺寸流道宽度的微流道设计 | 第42-45页 |
| 3.6.1 设备直接放大后的剪切力分布 | 第43页 |
| 3.6.2 流道改进后的剪切力分布及流道结构优化 | 第43-45页 |
| 3.7 应用于微载体细胞培养的微流道设计 | 第45-46页 |
| 3.8 本章小结 | 第46-48页 |
| 第4章 微流道装置的加工制作 | 第48-54页 |
| 4.1 常用的微通道装置加工方法简介 | 第48-51页 |
| 4.1.1 电火花加工(Electrical Discharge Machining) | 第48页 |
| 4.1.2 平板光刻法(Photolithographic) | 第48-50页 |
| 4.1.3 熔铸法(Casting) | 第50页 |
| 4.1.4 烧结法(Sintering) | 第50页 |
| 4.1.5 机械加工(Maching) | 第50-51页 |
| 4.2 应用于悬浮细胞培养时检测装置的加工 | 第51-52页 |
| 4.2.1 机械加工法 | 第51-52页 |
| 4.2.2 光刻法 | 第52页 |
| 4.3 应用于微载体培养时检测装置的加工 | 第52-53页 |
| 4.4 本章小结 | 第53-54页 |
| 第5章 微流道装置的实验流体力学研究 | 第54-62页 |
| 5.1 micro-PIV的应用 | 第54-55页 |
| 5.2 micro-PIV标尺的确定 | 第55页 |
| 5.3 micro-PIV背景图像的处理 | 第55-56页 |
| 5.4 不同流速micro-PIV拍摄结果 | 第56-58页 |
| 5.5 OpenFOAM模拟结果的准确性验证 | 第58-60页 |
| 5.6 本章小结 | 第60-62页 |
| 第6章 应用微流道装置测定微载体细胞临界能量耗散率 | 第62-69页 |
| 6.1 测量装置的流量的确定 | 第62页 |
| 6.2 软管和注射器内能量耗散率的模拟 | 第62-64页 |
| 6.3 MDCK细胞临界能量耗散率的测定 | 第64-65页 |
| 6.4 PK细胞临界能量耗散率的测定 | 第65-68页 |
| 6.5 本章小结 | 第68-69页 |
| 第7章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 7.1 结论 | 第69-70页 |
| 7.2 展望 | 第70-71页 |
| 参考文献 | 第71-74页 |
| 致谢 | 第74-75页 |
| 附录 | 第75-82页 |
