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微流控芯片的聚焦和微球单通的研究

作　者: 陈心
导　师: 杨瑞霞
学　校: 河北工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 微流控芯片 su-8胶微球单通
分类号: TN492
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 42次
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内容摘要

利用微机电技术所制成的微流体芯片和芯片实验室与生物医学的特殊领域相结合形成的生物微机电系统已成为一种革命性的关键科技。而其中的单通能否实现是生物微机电系统后续进行激光检测关键。本文利用IntelliSuite公司生产的相关软件分别对30度、45度、60度的三种微流控芯片进行了仿真。通过分别对不同角度模型的电势、压力、速度矢量、电流密度及聚焦效果的仿真,得到当鞘液流进口和芯液流进口之间的角度为60度时,聚焦效果最好的结论。在利用实物进行实验时,由于以前的硅刻蚀工艺使得制作的阳膜模板边缘粗糙,在实验时会对待检测生物微球有一定的阻碍力,并且在刻蚀过程中垂直度并不能很好的保持。本论文研究了使用SU-8胶工艺来替代原来采取的硅刻蚀工艺的方法来制作微流控芯片微通道的模具,并利用新工艺成功的制得了微流控芯片的模板,用PDMS材料通过浇筑法成功制得了微流控芯片。研究了通过RIE对PDMS材料进行表面改性处理,形成新的亲水性基团,使它能够顺利与玻璃实现不可逆封接。用柱塞泵推动鞘液流及样品流实验验证了样品的聚焦以及微球单通功能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
第一章绪论  7-12
  §1-1 微流控芯片及微流控分析系统的简介  7-8
  §1-2 微流控芯片的加工工艺  8-9
  §1-3 微流控芯片的聚焦及单通的意义  9-10
  §1-4 主要研究内容  10-12
第二章：微流控芯片的制造加工  12-27
  §2-1 制作微流控芯片的材料选择  12-15
  §2-2 微流控芯片微通道模板的制作  15-18
  §2-3 抗粘层的制备  18-20
  §2-4 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 的配胶与固化成膜  20-22
    2-4-1 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 预聚物与固化剂之间的比例  20-21
    2-4-2 固化成膜温度  21-22
  §2-5 表面改性和封接  22-27
    2-5-1 表面改性原理  22-24
    2-5-2 聚二甲基硅氧烷(PDMS)与玻璃基底的封接  24-27
第三章：微流控芯片的聚焦及单通  27-48
  §3-1 微流控芯片的聚焦原理  27
  §3-2 微流控芯片的仿真  27-48
    3-2-1 用3D Builder 模块来构建微流控芯片的微通道结构  27-31
    3-2-2 用Microfludic 软件模块来进行聚焦仿真  31-34
    3-2-3 边界条件的设置  34-36
    3-2-4 仿真结果  36-48
第四章实验系统  48-54
  §4-1 实验系统介绍  48-49
  §4-2 实验过程  49-54
第五章结论  54-55
参考文献  55-60
致谢  60-61
攻读学位期间所取得的相关科研成果  61

微流控芯片的聚焦和微球单通的研究

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