集成電化學(xué)檢測(cè)微電極的PMMA微納流控芯片制作.pdf

1、碩士學(xué)位論文集成電化學(xué)檢測(cè)微電極的PMMA微納流控芯片制作FabricationofPMMAMicro／nanofluidicsChipIntegratedwithMicroelectrodesforElectrochemicalDetection本文由國(guó)家“863”計(jì)劃課題(2012AA040406)、大連科學(xué)技術(shù)基金(2012J21DW002)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(DUTl4QY20)共同資助，在此表示感謝!作者學(xué)科、學(xué)

2、姓名：專業(yè)：縣J‘指導(dǎo)教師：塞』至出嬰塞旦完成日期：201466大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要電化學(xué)檢測(cè)具有靈敏度高、易于微型化、低成本、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)具有材料價(jià)格低廉、不易破碎、易于加工等優(yōu)點(diǎn)。集成電化學(xué)檢測(cè)微電極的PMMA微納流控芯片，既具有PMMA的優(yōu)點(diǎn)，又同時(shí)具備電化學(xué)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。然而，在聚

3、合物材料PMMA上集成多種微納結(jié)構(gòu)的時(shí)候，各結(jié)構(gòu)之間存在加工兼容性問(wèn)題。首先，本文研究了一種集成電化學(xué)檢測(cè)微電極的PMMA微納流控芯片制作方法。由于加工兼容性問(wèn)題，在單個(gè)芯片上集成微溝道、納溝道和微電極的研究還鮮見(jiàn)報(bào)道。本文提出將微溝道和納溝道分別制作在芯片的蓋片和基片上，避免了在單個(gè)基片上同時(shí)制作微溝道和納溝道的難題。其中，微溝道采用熱壓方法制作在芯片蓋片上。提出利用一種等離子體刻蝕方法在基片上制作出納溝道，然后利用一種基于光刻工藝的

4、方法在基片上制作出微電極，有效解決了在單個(gè)基片上集成納溝道和微電極的兼容性問(wèn)題。為了避免納溝道在芯片鍵合過(guò)程中發(fā)生較大變形，研究了一種基于紫外輔助熱鍵合的方法用于芯片鍵合。利用上述各種方法，成功研制了一種集成銀微電極的PMMA微納流控芯片。利用該芯片，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物素(Biotin)的檢測(cè)，檢測(cè)限達(dá)到了laM。此外，本文還建立了一種在單個(gè)PMMA基片上集成三種材料微電極的新方法。電化學(xué)檢測(cè)通常采用三電極體系，而且這三個(gè)電極(工作電極、參比

5、電極和對(duì)電極)往往是由三種不同材料組成的。然而，利用現(xiàn)有的微電極制作方法，難以在單個(gè)PMMA基片上集成多種材料微電極。為此，本文研究了多種材料微電極的不同加工方法，對(duì)不同材料電極的加工順序進(jìn)行了優(yōu)化，解決了多種材料微電極之間的加工兼容性制造難題。利用該方法，在PMMA基片上成果研制出了AuAgPt三電極體系和CAg—Pt三電極體系。利用可逆鍵合法，將一片帶有AuAgPt三電極體系的PMMA基片與一片帶有檢測(cè)池的聚二甲基硅氧烷蓋片鍵合到一