具平行微通道的無電場(chǎng)玻璃芯片微電滲泵

微流控芯片是一種由微通道形成的網(wǎng)絡(luò),集成了生物檢測(cè)和化學(xué)分析領(lǐng)域中各種基本操作單元的微型實(shí)驗(yàn)室分析平臺(tái),可代替常規(guī)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,實(shí)現(xiàn)采樣、分離、反應(yīng)、檢測(cè)、篩選、細(xì)胞培養(yǎng)等功能,結(jié)合一定的外部設(shè)備快速自動(dòng)完成化學(xué)分析或生化分析全過程,具有集約化、微型化、自動(dòng)化、高通量和速度快的特點(diǎn).玻璃作為微流控芯片的重要基材,具有不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、電絕緣性和散熱性良好、光學(xué)性能優(yōu)良、具有較好的可修飾性的表面.通過對(duì)比,介紹了玻璃芯片的流道制作工藝,以及幾種不同的鍵合方法原理及特點(diǎn).

聚n-異丙基丙烯酰胺(pnipaam)在臨界溫度(32℃)附近會(huì)發(fā)生敏銳的相變,導(dǎo)致其體積和表面親疏水性的突變.利用這種由溫度刺激引起的體積變化,可以控制微通道內(nèi)微流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).本文以2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮為引發(fā)劑,水-乙醇混合體系為溶劑,在玻璃芯片通道內(nèi)局部區(qū)域以紫外光誘導(dǎo)聚合pnipaam整體柱塞,制備溫控微閥.系統(tǒng)地考察了聚合條件對(duì)該閥的形態(tài)和性能的影響.在此基礎(chǔ)上,建立了一個(gè)芯片上的集成化單溫控閥流動(dòng)注射分析模型,利用鎂離子與熒光探針o,o′-二羥基偶氮苯的螯合熒光反應(yīng),表征溫控微閥的控流效果.結(jié)果表明,所制作的微閥溫控效果良好,在微流控領(lǐng)域有應(yīng)用前景.

第39卷第1期 2011年2月 福州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） journaloffuzhouuniversity（naturalscienceedition） vol．39no．1 feb．2011 【doi】cnki：35－1117/n．20110126．1718．000文章編號(hào)：1000－2243（2011）01－0143－05 基于鍍膜玻璃微流控芯片制作工藝的研究 王偉 1，2 ，王宗文 1，2 ，蔡建南 1，2 （1．福州大學(xué)食品安全分析與檢測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建省食品安全分析與檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 福建福州350002；2．福州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，福建福州350108） 摘要：開發(fā)了一種采用金屬膜綠基玻璃作為芯片制作材料，在玻璃上旋涂光刻膠層，制作微流控芯片的工藝． 針對(duì)光刻膠層不耐刻蝕液腐蝕的特點(diǎn)，優(yōu)化了涂膠、勻膠、

開發(fā)了一種采用金屬膜綠基玻璃作為芯片制作材料,在玻璃上旋涂光刻膠層,制作微流控芯片的工藝.針對(duì)光刻膠層不耐刻蝕液腐蝕的特點(diǎn),優(yōu)化了涂膠、勻膠、預(yù)烘、曝光、顯影、堅(jiān)膜等制作工藝步驟,使得制作工藝具有良好的穩(wěn)定性.自制玻璃微流控芯片的通道深度可以達(dá)到36μm,寬度可以達(dá)到150μm,最大有效直線長度可達(dá)150mm,芯片具有優(yōu)良的性能.工藝的開發(fā)節(jié)約了實(shí)驗(yàn)資源,提高了芯片設(shè)計(jì)的靈活性和多樣性.

研究了有機(jī)玻璃微液流化學(xué)芯片的制作工藝及其條件,優(yōu)化了制片過程的條件,在5～15kgf壓力、170～180℃保溫20min條件下使用微細(xì)金屬絲和玻璃陽膜壓印管道,在15kgf壓力、120℃保溫15min鍵合,制作了單層二維及雙層三維變向的微液流芯片。并在所制作的微芯片上觀測(cè)了雙流體混合狀態(tài),對(duì)luminolkmno4pb2+化學(xué)發(fā)光體系進(jìn)行了測(cè)試。

研究一種單動(dòng)力源、聚焦流形態(tài)可控的用于細(xì)胞排隊(duì)的微流控芯片。建立了樣品溝道與鞘流溝道不同長度比例、不同夾角的模型并進(jìn)行了不同負(fù)壓條件下聚焦流形態(tài)仿真,運(yùn)用spss軟件進(jìn)行了回歸分析并進(jìn)行了模型優(yōu)化。在芯片的微加工過程中,利用印刷電路板(pcb)制作了母板,以聚二甲基硅氧烷(pdms)為芯片主要材料,制作了pdms—pdms,pdms—玻璃及pcb—pdms三種芯片。制作的芯片能夠在單個(gè)動(dòng)力源條件下控制聚焦流寬度,使不同大小的微粒及細(xì)胞呈單個(gè)排列流動(dòng)。研究結(jié)果為分析不同尺寸的細(xì)胞而選擇合適的樣品流溝道與鞘流溝道長度、夾角等條件提供了依據(jù),所制作的芯片也達(dá)到了廉價(jià)且實(shí)用的目的。

有別于傳統(tǒng)的微流控芯片壓塑成型方法,本文提出注塑成型加工塑料微流控芯片的新工藝.采用uv-liga技術(shù)制作成型微通道的型芯,設(shè)計(jì)制造了微流控芯片注塑模具.充模試驗(yàn)表明,如何使微通道復(fù)制完全是微流控芯片注塑成型的主要技術(shù)難點(diǎn).模擬與理論分析表明,熔體在微通道處出現(xiàn)滯流現(xiàn)象是復(fù)制不完全的主要原因;搭建了可視化裝置對(duì)此加以試驗(yàn)驗(yàn)證.利用正交試驗(yàn)方法進(jìn)行充模試驗(yàn),研究各工藝參數(shù)對(duì)微通道復(fù)制度的影響.試驗(yàn)表明模具溫度對(duì)提高微通道復(fù)制度起決定性作用;注射速度和熔體溫度是次要因素,而注射壓力相對(duì)其他因素影響力較差,但必須保持在一個(gè)較高的水平.依此形成塑料微流控芯片的注塑成型工藝,對(duì)于寬80μm、深50μm截面的微通道而言,可使微通道復(fù)制度由70%提高到90%,滿足使用要求.

雙電層是電滲流形成的關(guān)鍵因素,通過分析雙電層的產(chǎn)生過程,解釋了電滲流的形成機(jī)制,探討了與直流電滲流形成相關(guān)的poisson-boltzmann方程、laplace方程及navier-stokes三個(gè)基本控制方程,并建立了與之相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。通過對(duì)各控制方程邊界條件的分析及合理簡化,分別對(duì)zeta電勢(shì)、外加垂直電場(chǎng)電勢(shì)進(jìn)行了求解和仿真,并且對(duì)zeta電勢(shì)、外加垂直電場(chǎng)電勢(shì)進(jìn)行耦合求解,得到了直流電滲流在微通道內(nèi)的流速表達(dá)式,并分析了微流體的特性參數(shù)、zeta電勢(shì)、外加垂直電場(chǎng)電勢(shì)對(duì)電滲流流速的影響,結(jié)果顯示通過增加zeta電勢(shì)可以有效降低微通道兩端施加的垂直電場(chǎng)電壓。

綜述了微流控芯片的制作材料及其加工方法的研究進(jìn)展。在介紹了傳統(tǒng)硅質(zhì)材料,如硅、玻璃、石英等的基礎(chǔ)上,著重描述了高分子聚合物材料在微流控芯片的應(yīng)用趨勢(shì)。針對(duì)不同材料,詳敘了其材料特性、應(yīng)用范圍及加工方法。特別介紹了一些新的加工方法,如激光刻蝕法、軟光刻、liga方法在該領(lǐng)域的應(yīng)用。針對(duì)微流控芯片的材料與加工做了一個(gè)簡要而系統(tǒng)的回顧,對(duì)微流控芯片和其他微型全分析系統(tǒng)的研究者有重要參考價(jià)值。

新型微玻璃纖維

微通道平行流蒸發(fā)器流程布置研究與分析——微通道平行流蒸發(fā)器作為新一代汽車空調(diào)用蒸發(fā)器正在逐步取代傳統(tǒng)的層疊式蒸發(fā)器，但是目前業(yè)界對(duì)微通道平行流蒸發(fā)器的流程排布對(duì)其性能的影響還不是十分清晰。針對(duì)微通道平行流蒸發(fā)器的雙排結(jié)構(gòu)，利用仿真和實(shí)驗(yàn)的方法...

采用熱/結(jié)構(gòu)耦合場(chǎng)對(duì)非導(dǎo)電膜互連封裝玻璃覆晶(cog)模塊芯片(ic)的翹曲進(jìn)行數(shù)值模擬,并分析不同熱壓鍵合參數(shù)和芯片/基板厚度對(duì)液晶顯示屏(lcd)翹曲的影響.結(jié)果表明:在熱壓鍵合過程中,鍵合頭溫度對(duì)cog模塊ic翹曲的影響最為顯著,鍵合壓力次之,玻璃基板溫度最小;ic厚度對(duì)ic翹曲的影響不明顯,而增加cog模塊中玻璃基板的厚度,可有效降低ic翹曲程度.其原因在于較厚的玻璃基板的耐變形能力較高,從而抑制了翹曲.

設(shè)計(jì)了一種多級(jí)低壓電滲流微泵。該微泵系統(tǒng)主要由直流電源和蝕刻微通道的芯片等部分組成。芯片是在一塊硅基片上蝕刻6組尺寸不同的微通道,從而達(dá)到提供不同大小的流量和承受不同背壓的目的。對(duì)芯片的加工工藝流程進(jìn)行了說明,同時(shí)對(duì)微泵進(jìn)行了試驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在低壓下,該泵能夠驅(qū)動(dòng)通道中的液體。

針對(duì)加熱測(cè)溫一體化集成微熱板陣列氣體傳感器的需要,以微熱板加熱性能測(cè)試參數(shù)為依據(jù),提出了一種基于微熱板氣體傳感器陣列的單片集成方案。該方案包括由四個(gè)微熱板構(gòu)成的傳感器陣列,加熱驅(qū)動(dòng)單元和信號(hào)采集單元。采用hspice軟件對(duì)加熱驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)采集電路進(jìn)行設(shè)計(jì),并進(jìn)行了芯片電路系統(tǒng)的仿真。仿真結(jié)果表明實(shí)現(xiàn)了微熱板的獨(dú)立控溫和信號(hào)的采集,驗(yàn)證了該方案的可行性和正確性。

根據(jù)高通量微液電處理及光檢測(cè)共形生化檢測(cè)芯片研究項(xiàng)目及有關(guān)需求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了具有128通道輸出的驅(qū)動(dòng)電路,達(dá)到了各個(gè)通道單獨(dú)控制的目的。根據(jù)項(xiàng)目要求,電路由單一5v直流電源供電,128通道輸出電壓幅值為0~200v,頻率為10~1000hz的方波,電壓幅值和頻率均可調(diào)節(jié),并且電壓精度為0.5v。驅(qū)動(dòng)電路采用高度集成化設(shè)計(jì),進(jìn)而滿足小型化要求。該電路的設(shè)計(jì)方案具有可行性,滿足對(duì)光檢測(cè)數(shù)字微流控芯片的驅(qū)動(dòng)要求。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明,所設(shè)計(jì)完成的驅(qū)動(dòng)電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字微流控芯片上液滴的控制。

高分子聚合物由于具有種類繁多、價(jià)格低廉、加工方法多種多樣以及容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì),已越來越多地成為微芯片材料的首選[1];將生物分子固定于固相載體上,與底物發(fā)生異相生化反應(yīng),從而使得產(chǎn)物易與反應(yīng)體系分離,并可多次重復(fù)使用,無污染且大大降低消耗等特點(diǎn)而備受關(guān)注[2].

美國首次利用玻璃微片實(shí)現(xiàn)光線彎曲

為了實(shí)現(xiàn)微液滴的可控制備和應(yīng)用,設(shè)計(jì)和制作了一種集成有微氣閥的雙層微流控芯片,在該芯片上產(chǎn)生體積可控的水相微液滴,并對(duì)微液滴進(jìn)行了操控.基于該平臺(tái)研究了β-半乳糖苷酶(β-gal)的酶促反應(yīng),制備了含有β-gal及其底物乳糖rgp的微液滴并使之融合,在混合均勻后將其捕獲,原位觀察融合前后微液滴熒光強(qiáng)度的變化.并在底物溶液中加入酶抑制劑(dtpa),研究了dtpa對(duì)于酶活性的抑制作用.

近年來,聚二甲基硅氧烷[poly(dimethylsilloxane),pdms]基質(zhì)微流控芯片因其透光性能好,價(jià)格便宜,加工容易,適合大規(guī)模生產(chǎn),成為微全分析系統(tǒng)(micrototalanalysissystem,μ-tas)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)[1].

構(gòu)建了用于微流控細(xì)胞分析芯片的發(fā)光二極管(led)誘導(dǎo)透射式熒光檢測(cè)微系統(tǒng),以克服現(xiàn)有熒光檢測(cè)系統(tǒng)體積大、能耗高,以及激發(fā)光光路、檢測(cè)區(qū)域和熒光收集光路間光學(xué)耦合效率低等問題。該系統(tǒng)的激發(fā)光光路和熒光收集光路互成135°,led發(fā)出的激發(fā)光經(jīng)透鏡聚焦和激發(fā)光濾色片濾光后,經(jīng)直徑為200μm的小孔光闌限束,然后投射到微流控芯片通道末端的檢測(cè)區(qū)域;產(chǎn)生的熒光及雜散光經(jīng)加工后置于微流控芯片底部的發(fā)射光高通干涉濾色薄膜后,被光電倍增管收集。以hepg2肝癌細(xì)胞為測(cè)試樣本對(duì)該熒光檢測(cè)微系統(tǒng)的有效性進(jìn)行了評(píng)測(cè),結(jié)果顯示:當(dāng)led工作電流為200ma,pmt控制電壓為3.5v時(shí),可產(chǎn)生與背景噪聲明顯區(qū)分的峰值信號(hào);用250s觀測(cè)時(shí)間得到了8個(gè)平均峰高為0.7v的峰值信號(hào),與熒光顯微鏡觀察結(jié)果一致,實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞的在線計(jì)數(shù)檢測(cè)功能。提出的系統(tǒng)為新型微全細(xì)胞分析提供了一種新的技術(shù)途徑。

近日出版的《自然·科學(xué)報(bào)告》雜志刊登了一項(xiàng)腦機(jī)接口研究的重要進(jìn)展:美國科學(xué)家將可植入腦芯片中的電極材料薄膜鉑用玻璃碳取代,成功讓芯片傳出的信號(hào)更強(qiáng)更清晰,且使用壽命也大大延長.

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：無芯片rfid電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì) 系別：電子信息系 專業(yè)：通信工程 班級(jí)： 學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2013年6月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 無芯片rfid電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì) 摘要 射頻識(shí)別（rfid）是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有體積小、容量大、壽命長、 可重復(fù)使用等特點(diǎn)，該技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi) 物品的跟蹤與信息共享。標(biāo)簽成本是rfid技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的一大瓶頸?；?這一背景，無芯片射頻識(shí)別以其遠(yuǎn)距離、高速度和低成本等特點(diǎn)成為當(dāng)前的熱 點(diǎn)研究領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展，射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，并將成為未 來信息社會(huì)建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。本文針對(duì)射頻識(shí)別標(biāo)簽的應(yīng)用需求，對(duì)無芯 片射頻識(shí)別標(biāo)簽進(jìn)行了研究。 首先，論述了rfid系統(tǒng)的技術(shù)原理，并對(duì)無芯片rfid標(biāo)簽的工作原理進(jìn) 行了分