用于生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)的一種新型PCR芯片的研究.pdf

1、生物芯片是近年隨著微加工技術(shù)與生物技術(shù)的結(jié)合發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新穎的跨學(xué)科領(lǐng)域。PCR生物芯片由于具有功耗小、成本低、操作簡(jiǎn)單、易于集成等傳統(tǒng)PCR技術(shù)所不具備的優(yōu)點(diǎn),成為目前倍受矚目的研究焦點(diǎn)。本文在綜述PCR芯片研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,提出一種可用于生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)的新型PCR芯片。在完成芯片的設(shè)計(jì)、工藝制作、實(shí)驗(yàn)測(cè)試的同時(shí),對(duì)兩種可用于生物芯片構(gòu)建的新型聚合物材料的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化研究。本論文的主要結(jié)構(gòu)如下:
　　 (1)設(shè)計(jì)了兩版P

2、CR芯片系統(tǒng),并且對(duì)芯片的功能器件與整體版圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在第一版的設(shè)計(jì)中提出了一種三模塊微型PCR芯片系統(tǒng);第二版在對(duì)第一版改進(jìn)的基礎(chǔ)上提出了一種新型的PCR芯片系統(tǒng)。通過(guò)備選材料各方面參數(shù)的對(duì)比與工藝兼容性的考慮,確定了芯片的襯底材料以及各種功能器件的制作材料。通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算和對(duì)比,設(shè)計(jì)了溫度傳感器與多種形貌的微加熱器及電化學(xué)微電極。
　　 (2)詳細(xì)闡述了兩版PCR芯片的工藝制作、工藝結(jié)果以及微系統(tǒng)的組裝。芯片是用MEM

3、S微加工技術(shù)制作完成。通過(guò)光學(xué)照片及SEM電鏡照片等手段表征的最終工藝制作結(jié)果可以看出,芯片表面膜厚均勻,功能器件線條清晰,工藝效果良好。
　　 (3)用封裝芯片進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)測(cè)試,以檢測(cè)芯片性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,溫度傳感器TCR系數(shù)為4.34×10-3℃-1,芯片熱均勻性良好,升降溫平均速度分別可達(dá)到3℃/s與5℃/s,具有良好的溫度穩(wěn)定性和可控性;微電極的檢測(cè)限可達(dá)到6.9×10-10 mol/L,具有高靈敏度、良好的穩(wěn)定性

4、以及可重復(fù)性。
　　 (4)介紹了一種基于含氟氣體C4F8的反應(yīng)離子刻蝕(RIE)工藝干法刻蝕硅橡膠聚二甲基硅氧烷(PDMS)的方法,取得了優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件和良好的刻蝕效果,為解決PDMS在用于生物微流體器件加工過(guò)程中難以直接圖形化的問(wèn)題提供了一種有效的手段。
　　 (5)對(duì)一種有生物芯片應(yīng)用前景的聚丙烯酸干膜光刻膠(DFP)新型材料的曝光及顯影特性進(jìn)行了研究,并用該干膠進(jìn)行微流道試驗(yàn)研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn),優(yōu)化了曝光及顯影時(shí)的工