Microfluidic systems, microreactors, microarrays or microsensors are used in medicine diagnostics, environment monitoring or pharmaceutical and chemical industry. New trends in the field of chemical engineering will be presented in the course. Specific properties of microfluidic devices, typical microfluidic applications, fabrication techniques, and methods for characterization of microfluidic devices will be discussed.
Last update: Pátková Vlasta (15.01.2018)
Mikrofluidní systémy, mikroreaktory, mikromaticová zařízení či mikrosenzory nacházejí široké uplatnění v medicínské diagnostice, monitoringu životního prostředí, výrobě léčiv nebo přípravě speciálních chemikálií. Cílem předmětu je seznámit studenty s novými trendy v oblasti chemického inženýrství. V rámci předmětu budou detailně diskutovány specifické vlastnosti mikrozařízení, typické mikrofluidní aplikace, výrobní techniky pro přípravu mikrofluidních systémů jakož i techniky pro charakterizaci vlastností vyrobených zařízení.
Last update: Pátková Vlasta (15.01.2018)
Aim of the course -
Student will be able to:
understand modern trends in chemical engineering, bioanalytical applications on a chip, fuel cell systems, electrokinetics, diagnostics techniques etc.
fabricate microfluidic devices.
understand specific features of reaction-transport processes on microscale.
Last update: Pátková Vlasta (15.01.2018)
Student bude umět:
Bude mít přehled o moderních trendech v chemickém inženýrství, analýze a bioanalýze na čipu, oblasti palivových článků, elektrokineticky řízených systémech, diagnostických metodách typu mikroskopie atomárních sil aj.
Student bude znát základní výrobní postupy pro výrobu mikrozařízení.
Student bude mít přehled o specifických transportních vlastnostech miniaturizovaných zařízení.
Last update: Pátková Vlasta (15.01.2018)
Literature -
R Hessel, V., Hardt, S., et al.: Chemical micro process engineering fundamentals, modelling and reactions. Weinheim, Wiley, 2004.
A Heller, M.J.,Guttman, A.: Integrated microfibrated biodevices. New York, Marcel Dekker, 2002.
A Hessel, V.: Chemical micro process engineering processing and plants. Weinheim, Wiley, 2005.
Last update: Pátková Vlasta (15.01.2018)
Z Elektronické přednáškové materiály k předmětu, autor M. Přibyl.
D Heller, M.J.,Guttman, A.: Integrated microfibrated biodevices. New York, Marcel Dekker, 2002.
D Hessel, V.: Chemical micro process engineering processing and plants. Weinheim, Wiley, 2005.
D Hessel, V., Hardt, S., et al.: Chemical micro process engineering fundamentals, modelling and reactions. Weinheim, Wiley, 2004.
Last update: Pátková Vlasta (15.01.2018)
Syllabus -
1. Introduction - microfluidics, microreactors.
2. Transport characteristics of microfluidic systems.
3. Microarrays, lab on a chip systems.
4. Unit operations of chemical engineering in microfluidic chips.
5. Microfluidic bioapplications.
6. Optical and electrochemical microsensors.
7. Chemical and microbial fuel cells.
8. AFM characterization of surfaces.
9. Microfabrication techniques and substrates for microchip fabrication.
1. Úvod do studia mikrofluidních systémů, historie, základní aspekty, rozdělení mikrofluidních systémů, jejich charakteristika z pohledu chemického inženýrství
2. Transport hmoty a tepla v mikrofluidních systémech
3. Mikrofluidní systémy s vloženým elektrickým polem, elektrická dvojvrstva, elektroosmóza, elektroforéza,
4. Kapilární tok a papírová mikrofluidika, Inerciální mikrofluidika, vícefázové toky v mikrofluidních systémech
5. Mikrojednotkové operace (mikromísiče, mikročerpadla, mikroseparátory, tepelné mikrovýměníky, mikroreaktory)
6. Technologie pro výrobu mikrofluidních systémů – fotolitografie a další kombinované technologie
7. Třídění částic a buněk v mikrofluidních systémech
8. Separace molekul v mikrofluidních systémech
9. Detekce nukleových kyselin v mikrofluidních systémech
10. Detekce proteinů v mikrofluidních systémech
11. Microarrays a sekvenování DNA
12. Mikrofluidní systémy pro přípravu reálných vzorků k dalším analýzám
13. Aplikace mikrofluidních systémů pro buněčný výzkum
