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安培法检测PMMA毛细管电泳芯片研究

作　者: 李昊鸣
导　师: 王蔚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 毛细管电泳芯片安培法检测 PMMA 循环伏安法
分类号: O657.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 95次
引　用: 1次
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内容摘要

毛细管电泳芯片集成了毛细管和检测器,大大增强了它的便携性和可操作性。安培检测是毛细管电泳中的一种电化学检测方法,具有灵敏、高效的特点,现在已越来越受到人们的重视。本文介绍了毛细管芯片安培检测法的理论,阐述了以有机玻璃（PMMA）为基片,毛细管电泳芯片的结构设计,电极材料的选择,及其工艺制作方法。为在芯片上设计出合理的电极结构,对安培检测原理进行分析,找出影响检测信号的因素主要有电极材料、尺寸、位置的摆放,缓冲液的浓度和pH值,微管道的尺寸和结构等,并针对这些影响因素,对三电极体系中工作电极、参比电极和辅助电极的材料、尺寸和三电极的位置布局进行优化;通过实验选择了合适的缓冲液的浓度和pH值;对微管道中流体的扩散和混合进行理论分析;对芯片的管道形状和布局进行设计,得出最佳管道尺寸和结构。研究了PMMA毛细管电泳芯片的工艺流程,在原有工艺基础上,对打孔、压电极、清洗和热键合等工艺方法进行了改进,并对其中的关键技术——键合方法进行了深入研究,得出在电极与PMMA材料之间键合的最佳温度为70℃,加压力40MPa,键合时间15分钟; PMMA同种材料之间的键合温度为90℃,不加压,键合5分钟效果最佳。利用自制的毛细管电泳单沟芯片测试出硼砂缓冲液的电渗流μ_eo为3.62×10^-3 cm²/Vs,并根据电渗流值计算出进样时间和分离时间分别是27s和122s。利用循环伏安法确定在微电极体系下样品精氨酸的检测电位为-0.6V。以上结果证明芯片结构合理,可用于安培法检测。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 毛细管电泳的应用背景  9-15
    1.1.1 毛细管电泳安培检测的应用背景  9-11
    1.1.2 PMMA毛细管电泳安培检测优点  11-15
  1.2 国内外毛细管电泳技术的研究现状及发展  15-17
    1.2.1 国外毛细管电泳技术的研究现状与发展  15-16
    1.2.2 国内毛细管电泳技术的研究现状与发展  16-17
  1.3 本课题的研究目的和研究内容  17-18
第2章毛细管电泳芯片安培检测原理与方法  18-27
  2.1 电泳的基本原理及有关知识  18-23
    2.1.1 电泳的有关概念  18-20
    2.1.2 芯片毛细管电泳结构  20-22
    2.1.3 芯片毛细管电泳原理  22-23
  2.2 安培检测原理  23-26
    2.2.1 安培检测原理  23-25
    2.2.2 安培检测方式  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章 PMMA毛细管电泳芯片的设计与制作  27-41
  3.1 PMMA毛细管电泳芯片的设计  27-31
    3.1.1 毛细管电泳芯片安培检测微管道结构设计  27-29
    3.1.2 毛细管电泳芯片安培检测电极设计  29-31
  3.2 PMMA毛细管电泳芯片制作工艺流程  31-39
    3.2.1 安培法检测用PMMA毛细管电泳芯片制作工艺流程  31-33
    3.2.2 非接触电导法检测用PMMA毛细管电泳芯片制作工艺流程  33-36
    3.2.3 关键技术  36-39
  3.3 PMMA芯片及电泳分析条件  39-40
    3.3.1 缓冲液pH值的选择  39-40
    3.3.2 分离场强的选择  40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 PMMA毛细管电泳芯片的测试  41-52
  4.1 电渗流的测试  41-44
    4.1.1 实验原理  41
    4.1.2 实验部分  41-42
    4.1.3 实验过程与结果分析  42-44
  4.2 循环伏安法  44-51
    4.2.1 实验部分  44-45
    4.2.2 实验过程与结果分析  45-51
  4.3 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-58
攻读学位期间发表的学术论文  58-60
致谢  60

安培法检测PMMA毛细管电泳芯片研究

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