用于氣體檢測(cè)的微流控芯片關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、惡臭氣體逐漸受到各國重視，而惡臭氣體又有不易采集，在線檢測(cè)難等特點(diǎn)。需要一種便攜式或在線檢測(cè)儀器對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)。本論文基于氣相色譜技術(shù)和微流控芯片技術(shù)，前者為世界各國進(jìn)行氣體檢測(cè)的主要手段，但應(yīng)用該技術(shù)的氣相色譜儀體積巨大，不便于在我國廣闊地域進(jìn)行惡臭氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。微流控芯片技術(shù)的發(fā)展得益于微機(jī)電加工技術(shù)的進(jìn)步。理論上，能把氣相色譜儀上任何主要部件集成到幾平方厘米的芯片上，所以微流控芯片是實(shí)現(xiàn)儀器便攜化、小型化的最佳選擇

2、。
　　氣相色譜儀上的氣體分離系統(tǒng)（即色譜柱及柱溫箱）約占色譜儀一半的體積，因此縮小分離系統(tǒng)體積顯得尤為重要。本論文通過對(duì)上述兩種技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)并制造出了適合便攜式色譜儀器商業(yè)化應(yīng)用的微流控芯片色譜柱，即把計(jì)算機(jī)機(jī)箱大小的分離系統(tǒng)集成到面積為幾平方厘米，厚度不到1mm厚的芯片上。本課題設(shè)計(jì)并成功制作出了兩種芯片：芯片一為采用噴砂工藝制成的微流控芯片填充柱，其內(nèi)徑為1mm，溝道總長1.8m。芯片體積115×60×6mm。芯片二是采

3、用濕法刻蝕制作的微流控芯片毛細(xì)柱，芯片溝道為邊長0.15mm的正方形截面，溝道總長0.75m。芯片體積40×12×0.9mm。芯片一應(yīng)用于復(fù)雜氣體分離，芯片二應(yīng)用于簡單氣體快速分離。根據(jù)惡臭氣體的特性本課題選擇了聚乙二醇作為固定相。由于色譜分析需要極佳的密封性，本課題設(shè)計(jì)了多種芯片接口方案，并最終確定兩種為芯片使用。本課題還設(shè)計(jì)了對(duì)芯片分離效果影響很大的柱壓系統(tǒng)。論文最后對(duì)芯片一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到芯片對(duì)丙酮（惡臭氣體）的理論塔板數(shù)為21