面向生物分子操縱的微納流控芯片控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制.pdf

1、近年來(lái)，隨著微流控芯片技術(shù)的不斷深入和發(fā)展，納流控芯片技術(shù)或微納流控芯片技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。微納流控芯片在離子或分子的分離與富集方面的研究有廣闊的前景。隨著納流控芯片通道尺寸的降低，納米通道具有一些特殊的性質(zhì)如表面電荷，雙電層，黏度增加和電滲流降低等，這些特殊的性質(zhì)使得微納流控芯片在生物化學(xué)分析方面具有重要作用。在這些重要應(yīng)用中，工作電極起著非常重要的作用。
　　本文根據(jù)微/納流控芯片的特性，設(shè)計(jì)了面向生物分子操縱的微納流控芯

2、片控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，該微納流控芯片以納流控二極管和三極管為結(jié)構(gòu)單元。根據(jù)納流控二極管和三極管各自的功能，分別設(shè)計(jì)了各自的工作電極的結(jié)構(gòu)，選取合適的制備方法，制備了控制電極，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，為生物分子操縱芯片控制電極的設(shè)計(jì)及制備提供了依據(jù)。
　　然后，設(shè)計(jì)了生物分子操縱芯片的功能結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)，并根據(jù)芯片結(jié)構(gòu)詳細(xì)描述了電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)及功能。利用ANSOFT軟件對(duì)芯片控制電極進(jìn)行三維建模，對(duì)其進(jìn)行三維靜電場(chǎng)分析，討論分析模擬結(jié)果。

3、由于電極引線的作用，納米通道方向上的電場(chǎng)強(qiáng)度呈現(xiàn)“拋物線”狀。對(duì)電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些優(yōu)化，對(duì)比不同結(jié)構(gòu)的電極在納米通道表面產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，找出了最符合要求的電極結(jié)構(gòu)。利用GROMACS軟件模擬了控制電極處的納米通道表面電荷對(duì)通道內(nèi)生物分子運(yùn)動(dòng)的影響。為以后生物分子的操縱實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　選取合適的生物分子操縱芯片控制電極的材料與制備方案，利用直流磁控濺射鍍銅的方法，制備了生物分子操縱芯片的控制電極，并對(duì)薄膜電極進(jìn)行了表征，驗(yàn)證了電