基于μ-FFE技術(shù)痕量Pb的富集與檢測.pdf

1、自由流電泳(FFE)技術(shù)是上世紀(jì)60年代新興的一種分離檢測技術(shù),該方法的產(chǎn)生立即引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,經(jīng)過幾年的研究發(fā)展,該技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、分析科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的自由流電泳設(shè)備體積大,分離條件苛刻,使其應(yīng)用受到限制,而且在制作過程中使用的儀器較昂貴,為了克服這些缺點,我們對μ-FFE技術(shù)進(jìn)行了研究。實驗中通過使用多物理場軟件對芯片進(jìn)行設(shè)計與優(yōu)化,采用以雙面膠帶為模型,制作了芯片實物,制作過程簡單而且成本低。
　

2、　本文首先對FFE芯片進(jìn)行了設(shè)計,并利用COMSOL軟件對所設(shè)計的兩種芯片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析,仿真分析中首先對矩形結(jié)構(gòu)與梯形結(jié)構(gòu)腔體內(nèi)液體的流場和電場情況進(jìn)行了仿真,分析了液體入口速度對芯片腔體內(nèi)的流速及流形的影響,場強(qiáng)的分布情況,比較兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點。而后,對帶電粒子在腔體內(nèi)的運動情況、含有特定荷質(zhì)比帶電粒子的分離效果進(jìn)行了仿真,通過對于不同流速和場強(qiáng)的分析,優(yōu)化芯片設(shè)計。
　　結(jié)合對芯片模擬仿真獲得的優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù),制作以玻璃為

3、基底,PDMS為蓋片的FFE芯片。利用實驗室搭建的PIV(Particle Image Velocimetry)系統(tǒng),通過實驗來確定影響樣品分離的因素。PDMS芯片的制作采用澆注成型的方法,分別制作了深度為150μm和300μm的矩形與梯形結(jié)構(gòu)的芯片。在實驗中,選擇兩種不同顏色、帶有不同電荷量的羅丹明與甲基綠為樣品,硼砂為緩沖液,分別對分離電壓、緩沖液流速、緩沖液濃度、腔體深度等因素進(jìn)行了實驗。通過與仿真結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn),影響樣品分離的主