自由流電泳芯片集成化技術(shù).pdf

1、微流體芯片在過去的十幾年中得到了廣泛的發(fā)展和重要的應(yīng)用，微全分析系統(tǒng)將分離檢測這些傳統(tǒng)的步驟集成到一個(gè)芯片上。自由流電泳是微流體芯片的一種，是一種有效的分離富集檢測技術(shù)。然而傳統(tǒng)的自由流電泳在電壓較大時(shí)，由于氣泡的干擾，引起了不能連續(xù)分離等問題。另外自由流電泳，在集成方面還不多見，將電極、微泵集成于自由流電泳中能縮小自由流電泳的體積，具有重要的意義。為了解決這些問題，本文采用PMMA與polyimide膠帶作為材料，利用微雕機(jī)進(jìn)行雕刻制

2、作了具有集成微泵的自由流電泳，整個(gè)制作過程具有制作工藝簡單，制作成本低等特點(diǎn)。
　　本文首先對自由流電泳的基本理論進(jìn)行了回顧，包括區(qū)帶展寬理論以及PHASEGUIDE理論，對排氣泡具有重要的意義。并用COMSOL引入了層流、靜電場、離子追蹤等模塊對自由流電泳中電場和流場進(jìn)行了仿真。將鉛離子的真實(shí)質(zhì)量與電荷數(shù)引入仿真，分析了理想的分離速度與電場。另外對流體聚焦動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了仿真，仿真得出了緩沖液流速對樣品出口的影響。
　　設(shè)計(jì)并

3、制作無閥微泵，利用PMMA材料制作無閥微泵，利用 AutoCAD和Altium Designer軟件設(shè)計(jì)并采用VIP3530進(jìn)行制作，微泵泵腔直徑1cm，擴(kuò)散口噴嘴呈8度角。測試結(jié)果顯示，微泵工作性能良好，在±110V的方波下，隨著頻率的升高微泵流量先增大后減小，在頻率500Hz左右時(shí)，微泵的流量達(dá)到600μL/min。
　　利用PMMA與polyimide兩種聚合物為材料制作集成化自由流電泳，設(shè)計(jì)了集成電極式排氣泡結(jié)構(gòu)和微泵的自

4、由流電泳，整個(gè)電泳結(jié)構(gòu)為40mm長20mm寬，在兩側(cè)電極室寬1mm，電極室頂端為微泵結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)來探討緩沖液流速對樣品分離的影響，流形實(shí)驗(yàn)分析了自由流電泳中樣品的流動(dòng)情況，以及歐姆特性曲線，同時(shí)用Micro-PIV對自由流電泳分離情況進(jìn)行了測試。
　　最后介紹了電化學(xué)檢測方法對自由流電泳富集鉛離子進(jìn)行了檢測，采用差分脈沖伏安法，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，并利用離子計(jì)和鉛離子選擇性電極對自由流電泳進(jìn)行了檢測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示芯片對鉛離子