微流控芯片流體動態(tài)觀測平臺及實驗研究.pdf

1、微流控芯片是現(xiàn)代分析科學(xué)的前沿技術(shù),是微全分析系統(tǒng)(uTAS)的主要研究方向,將對生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等領(lǐng)域帶來革命性的影響.自從1995年加州大學(xué)伯克利分校在微流控芯片上實現(xiàn)高速DNA測序以來,它已經(jīng)成功應(yīng)用于氨基酸、蛋白質(zhì)、細胞、藥物、微量元素的檢測中,顯示出了巨大的應(yīng)用潛力.同時,微流控芯片技術(shù)的發(fā)展不過短短十幾年的時間,現(xiàn)在還是處于研究的初級階段,它的應(yīng)用水平領(lǐng)先于人們對其流動機理的認識水平.借鑒國內(nèi)外研究方法和方向,

2、該文采用可視化方法來獲取表現(xiàn)微流控芯片流動機理的參數(shù),通過實驗驗證了電滲流的基本理論,研究了微溝道幾何參數(shù)對電滲流的影響,為進一步深入研究芯片溝道中流體的輸運機理提供了條件.針對大連理工大學(xué)研制的微流控芯片的特點,該文分析和討論了應(yīng)用可視化技術(shù)建立微流控芯片的動態(tài)觀測平臺的主要矛盾和關(guān)鍵因素,對uPIV實驗平臺的參數(shù)進行了推導(dǎo)和確定,建立了uPIV動態(tài)觀測平臺,可以用微粒子測速和激光誘導(dǎo)熒光方法來研究其芯片溝道中流體的運動特性,在Mat

3、lab上檢驗了互相關(guān)算法了在流場分析中的正確性.在該平臺上進行了維生素B2和熒光素鈉的誘導(dǎo)熒光實驗.該文在研究電滲流和微流控芯片的伏安特性的基礎(chǔ)上,完善了十字形芯片的電阻等效模型,分析了溝道長度、寬度、電流、電場強度和電滲流之間的相互影響;分別用電導(dǎo)法和圖像測速法對芯片中流體的運動速度進行了測量,計算了芯片在硼砂緩沖溶液中的電滲流淌度;為了確定溝道幾何參數(shù)對電滲流的影響,設(shè)計了不同寬度的單溝道芯片,對流速進行了測量,結(jié)果表明寬度對電滲流