玻璃基微流控芯片電滲泵.pdf

1、微流控芯片是以微米級通道網(wǎng)絡(luò)為基本特征，以微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）為加工平臺構(gòu)建的微分析單元與系統(tǒng)，將生物、化學(xué)等領(lǐng)域所涉及的樣品制備、分離、檢測、反應(yīng)等基本操作單元集成到一塊幾個(gè)平方厘米的芯片上。由于其具有微型化、集成化、自動化、分析速度快、樣品消耗少等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，在疾病診斷、藥物篩選、環(huán)境保護(hù)、司法鑒定等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。 微流控芯片可以在野外及其他實(shí)驗(yàn)室以外的場所使用，因而又被稱為芯片實(shí)驗(yàn)室。但是，在實(shí)際應(yīng)用中

2、，真正能在野外使用的芯片還相當(dāng)少見，因?yàn)樾酒枰鋫浔容^復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行溶液的驅(qū)動和控制等操作。利用電滲現(xiàn)象進(jìn)行微流體的驅(qū)動，可以非常靈巧，便于集成和多路控制，因此，微電滲泵的驅(qū)動系統(tǒng)微型化與集成化是微流控芯片擴(kuò)展其應(yīng)用范圍的關(guān)鍵技術(shù)之一。 本論文圍繞解決微流控芯片上電滲泵存在的兩個(gè)問題，即主通道中電場干擾與操作電壓高帶來的安全與功耗等問題，進(jìn)行探索，具體研究內(nèi)容如下： 1．基于標(biāo)準(zhǔn)光刻與濕法刻蝕技術(shù)，優(yōu)化了玻璃微流控

3、芯片的制作工藝。建立了低溫鍵合方法，為玻璃微流控芯片的后續(xù)應(yīng)用建立基礎(chǔ)。 2．建立微流控芯片微通道選擇性聚電解質(zhì)層層自組裝電荷修飾方法，在不同的微通道表面修飾不同的電荷，為芯片表面的多功能化建立技術(shù)基礎(chǔ)。 3．對于微電滲泵主通道電場干擾問題，設(shè)計(jì)了Y型無電場微電滲泵，通過聚電解質(zhì)自組裝修飾使Y型兩側(cè)臂通道表面分別帶正、負(fù)電荷，當(dāng)電滲泵工作時(shí)，外加電場僅存在于側(cè)臂通道，而主通道中無電場作用。側(cè)臂通道由一系列平行微通道構(gòu)成，