基于μ-FFE芯片Pb2+與Cr6+離子的分離與檢測.pdf

1、隨著微流控芯片技術(shù)的發(fā)展，自由流電泳(FFE)技術(shù)在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)及分析科學(xué)等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作者對芯片自由流電泳技術(shù)進(jìn)行了研究，研制了適合重金屬離子分離的自由流電泳芯片，旨在實(shí)現(xiàn)對水中鉛、鉻離子的連續(xù)分離與檢測。
　　首先，作者在本文中設(shè)計(jì)了自由流電泳芯片，并且利用COMSOL軟件對其進(jìn)行了仿真優(yōu)化。作者通過仿真優(yōu)化分析了液體進(jìn)口流速對芯片分離室內(nèi)液體的流速及流形的影響，得出了場強(qiáng)分布的特點(diǎn)。然后，作者對不同的帶

2、電粒子在分離室內(nèi)的運(yùn)動軌跡以及含有特定荷質(zhì)比帶電粒子的運(yùn)動軌跡進(jìn)行了仿真，在不同電壓值和流速下分析得出了自由流電泳芯片的結(jié)構(gòu)體積：65×40×6 mm3，分離室為矩形結(jié)構(gòu)。
　　作者通過對芯片仿真模擬獲得的優(yōu)化結(jié)構(gòu)和參數(shù)，研制了FFE芯片。在自行搭建的可視化實(shí)驗(yàn)平臺上，以甲基綠與羅丹明 B為試驗(yàn)樣品，以硼砂為緩沖液，試驗(yàn)分析了雙臺階分離室兩邊電極在不同電壓下電極氣泡對分離現(xiàn)象所產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明影響樣品分離的主要因素有流速與

3、場強(qiáng)。尤其是芯片電極附近產(chǎn)生的氣泡會對樣品分離產(chǎn)生很大影響，而本文提出的雙臺階結(jié)構(gòu)能阻擋氣泡進(jìn)入分離室，從而降低了氣泡對樣品分離的影響。該芯片以玻璃為基底、PMMA為頂蓋、聚酰亞胺膠帶為中間結(jié)合層，同傳統(tǒng)自由流電泳芯片相比，具有加工方法簡單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
　　最后，作者研究了在FFE芯片中分離、檢測鉛離子、鉻離子的方法：鉛離子采取直接分離、間接檢測方法。在FFE芯片中的鉛鹽中的鉛以Pb2+形式存在，通過鉛離子能夠與二甲酚橙形成