微流控芯片安培檢測技術研究.pdf

1、微流控芯片(Microfluidic Chip)是把分析化學和生物檢測等領域中所涉及的進樣、驅(qū)動、分離、檢測等操作模塊集成到一塊微小體積的芯片上，用以取代實驗室中復雜的生化分析檢測系統(tǒng)。微流控芯片與安培檢測技術聯(lián)用,不但繼承了安培檢測技術檢測靈敏度高、選擇性好,成本低廉的優(yōu)勢還充分利用了微流控芯片在微型化和集成化方面的優(yōu)勢,是當今研究的熱點之一。然而目前對于微流控安培檢芯片的研究多集中在電極制備、溝道制作和芯片鍵合等MEMS加工工藝方面

2、,而對于檢測電極電化學反應、微溝道內(nèi)溶液流速、檢測池阻抗等因素對芯片性能影響的研究相對滯后。
　　針對上述因素對微流控芯片驅(qū)動分離效果及安培檢測結果的作用,本文以微流控安培檢測芯片原理為基礎,首先研究了安培檢測電極表面電化學反應的本質(zhì),分析了決定檢測結果的電極變量,給出了檢測池等效阻抗模型;研究了微溝道內(nèi)電滲流性質(zhì),推導了電滲流速方程;研究了熱壓鍵合過程中,鍵合溫度及壓力對PMMA基材芯片微溝道形變量的影響,得到了溫度和壓力變化示

3、意圖;研究了安培檢測電路的基本原理,總結了恒電勢電路的設計準則,并結合檢測池阻抗模型給出了恒電位電路的通用形式。
　　以上述微流控安培檢測芯片的關鍵技術為指導,制作了微流控安培檢測系統(tǒng)。采用自制的熱壓劃刻機在PMMA基底材料上制作了微米級分離溝道,對溝道壁面進行了改性修飾,修飾后的微溝道內(nèi)Na2B4O7緩沖液流速增加約4.4倍;使用磁控濺射和光刻法在PMMA蓋板上制作了厚度為100nm的Ti-Au工作電極和輔助電極;使用熱壓鍵合實