基于Coulter原理的細(xì)胞計(jì)數(shù)微流控芯片研究.pdf

1、細(xì)胞計(jì)數(shù)對(duì)了解細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)、生物量測(cè)定，以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等都十分重要。Coulter計(jì)數(shù)微流控芯片具有快速、高效、小型化和低能耗等諸多優(yōu)勢(shì)，是近年研究的熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)Coulter計(jì)數(shù)微芯片，通過(guò)數(shù)值模擬和有限元仿真的手段，對(duì)微流體在微流道中流動(dòng)行為進(jìn)行分析，揭示通道結(jié)構(gòu)尺寸和壓力等邊界條件與微流體行為的變化規(guī)律，從而對(duì)微流體器件的結(jié)構(gòu)及參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行指導(dǎo)。以期最終將微流體器件的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、加工以及運(yùn)行推上一個(gè)新臺(tái)階。
　　本文首先提

2、出了一個(gè)基于水力聚焦的Coulter芯片的設(shè)計(jì)，分析通道尺寸和流體屬性對(duì)流體流速的影響，針對(duì)不同情況或參數(shù)下流體間的濃度擴(kuò)散進(jìn)行分析。
　　在高寬比固定的情況下，流體在微通道的流速隨著壓力的增大而加快，呈線性增長(zhǎng)；并且當(dāng)高寬比互為倒數(shù)得時(shí)候，其對(duì)應(yīng)的流速也接近相同。高寬比為1時(shí)，流速最快。此外，在通道尺寸一定的情況下，流體的粘滯系數(shù)μ越大，其流速v越小。
　　流體的擴(kuò)散系數(shù)和入口壓力顯著影響著流體間的濃度擴(kuò)散，并且壓力隨著通

3、道的延伸不斷下降，流體間會(huì)逐漸發(fā)生擴(kuò)散。此外，兩股鞘液間的流率比是影響著樣品液在出口通道中的寬度和位置的主要因素，其位置x擬合公式如下：x＝0.8633·Ratio+0.3739
　　然后，通過(guò)微顆粒來(lái)模擬細(xì)胞在通道中的流動(dòng)行為，分析影響顆粒流動(dòng)行為的因素。顆粒的流動(dòng)路徑會(huì)隨著樣品液在出口通道中的位置變化而變化，驗(yàn)證了水力聚焦的可行性。在樣品液流率不變的前提下，改變鞘液間的流率比，可以讓樣品液在出口通道中的位置改變，導(dǎo)致進(jìn)口通道中