仿生微泵結(jié)構(gòu)改進及其輸出特性研究.pdf

1、微流體的驅(qū)動和控制是微全分析系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。微泵是微流體的驅(qū)動技術(shù)的載體，是微流控系統(tǒng)中“跳動的心臟”。它已經(jīng)能夠廣泛的應用在化學分析、細胞培養(yǎng)、藥物輸送和醫(yī)療診斷分析等領(lǐng)域。本文根據(jù)植物的蒸騰作用驅(qū)動植物體內(nèi)水分向上運輸?shù)臋C理，改進并制作了可調(diào)速的微流控泵，將微泵與微流控芯片連接組建了微流體驅(qū)動系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對微納流體流速的控制，同時也測試了不同濕度下微流體的流速來研究濕度對微流控泵驅(qū)動力的影響。從控制微流體流速方面較為深入的

2、研究了微流體的蒸騰驅(qū)動技術(shù)。主要的研究內(nèi)容如下：
　?、鸥倪M并制作可凋速仿生微流控泵并制作SU-8膠陣列微孔膜和PDMS微流控芯片。對基于植物蒸騰原理的仿生微泵進行改進，對盒腔式的微泵分別進行了裝配改進、密封改進、輸入端改進，對各個部件尤其是調(diào)速機構(gòu)進行了有效的改進;選取瓊脂糖水凝膠制作微流控泵的泵芯;參考仿照植物葉片氣孔的尺寸與間距，采用掩模光刻工藝和薄膜剝離技術(shù)制作SU-8膠陣列微孔膜;并用硅片制作帶有微米溝道的芯片模具，澆鑄

3、PDMS，鍵合制作了PDMS微流控芯片;
　?、拼罱ǚ律⒈抿?qū)動系統(tǒng)并進行測試實驗。連接仿生微泵和測速微流控芯片，搭建微流體驅(qū)動系統(tǒng)，對仿生微泵對微流體驅(qū)動流速的穩(wěn)定性進行測試，在顯微鏡下觀測微泵驅(qū)動的流體在芯片中的流動情況;調(diào)節(jié)硅膠薄膜的遮蓋面積，控制參加蒸騰作用的微孔數(shù)目，進行對仿生微泵流速調(diào)節(jié)的測試實驗，分析微泵的驅(qū)動微流體的流速與參加蒸騰作用的微孔數(shù)目之間的關(guān)系;
　　⑶濕度對仿生微泵驅(qū)動微流體流速的影響實驗。制備室

4、溫下不同的飽和鹽液，用以調(diào)節(jié)封閉環(huán)境中的濕度條件，應用以仿生微泵為驅(qū)動的微流體驅(qū)動系統(tǒng)，測定室溫下不同濕度對該微泵的流速大小和穩(wěn)定性的影響，并進行分析。實驗結(jié)果表明，在一般環(huán)境條件下，改進后的仿生微泵能夠提供納升級的穩(wěn)定流速，并且可以通過改變參與蒸騰作用的微孔數(shù)目來調(diào)節(jié)控制流速，平均每增加30個蒸騰微孔，流速大約可提高0.08nl/s，最大流速達到約0.9nl/s。同時也證明了仿生微泵流速受濕度環(huán)境的影響，且流速與相對濕度正線性關(guān)系，在