用于生物芯片的微流控系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著MEMS技術在生物醫(yī)學檢測與生化分析領域的廣泛應用,微納米結構的微流體驅(qū)動與控制技術已經(jīng)逐漸成為研究的熱點。本論文工作是國家自然科學基金項目的一部分,主要研制了一種可用于生物芯片的微流控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由無閥壓電行波式微流泵和PDMS微流溝道構成。
　　 本論文具體工作包括以下幾個方面:
　　 (1)對壓電雙晶片的振幅進行了理論推導和行波的形成機理進行了深入分析,為無閥壓電行波式微流泵的研制提供了理論依據(jù)。
　

2、　 (2)利用ANSYS有限元軟件,對壓電雙晶片的振動進行了建模仿真,為微流泵參數(shù)的選擇提供了參考依據(jù)。這些參數(shù)包括加在壓電雙晶片兩極間的電壓、壓電雙晶片的長度和寬度、壓電雙晶片單片壓電陶瓷的厚度和中間電極層的厚度等。此外,還分析了壓電雙晶片陣列相鄰兩片不同間距時的相互影響關系和壓電雙晶片不同位移下PDMS微流溝道的位移響應情況。
　　 (3)完成了微流泵驅(qū)動控制電路的研制。利用CPLD芯片產(chǎn)生四路振幅相同、頻率相同、相位相差

3、90°的3.3V電壓的方波信號,然后通過大功率三極管進行放大,得到了所需的驅(qū)動電壓信號,并且振幅和頻率都可調(diào)。
　　 (4)對微流泵和PDMS微流管道的制作工藝,芯片的封合和表面改性技術進行了研究,完成了無閥壓電行波式微流泵及微流管道的制備。
　　 本論文研制的微流控系統(tǒng)采用四路振幅相同,頻率相同,相位彼此相差90°的方波電壓信號驅(qū)動壓電雙晶片有規(guī)律振動,在輸流管道上產(chǎn)生行波,使液體沿著行波方向流動,目前其流速可以達到0