PDMS微流控光纤芯片的研制

用集成在芯片上的光纤作为激发光源,可使激发光斑的大小与微流控沟道的深度尺寸相接近,提高了检测灵敏度,省去了光学聚焦系统.利用二次曝光的方法制作了PDMS光纤芯片,实现了光纤与沟道的对准.对PDMS光纤芯片的加工工艺、封装方法和结构特征进行了探讨.用所制作的芯片对FITC（异硫氰酸荧光素）和以FITC标记的氨基酸进行了检测,结果证明了该芯片的可行性.     

基于微流控技术的液滴微颗粒分选

微流控技术在医疗分析中具有重要的应用意义.在对样品生物分子分析前通常需要进行分选,达到纯化的目的 .使用不同种类的微颗粒代替生物分子(如细胞、蛋白质和DNA等),可模拟其在海藻酸钠溶液环境中的作用.通过软光刻制备的微流控芯片集成了微颗粒聚焦、液滴包裹微颗粒、液滴减速及液滴颗粒分选4个功能.通过鞘液流使微颗粒聚焦成一行,...     

用于流式细胞电穿孔的微流控芯片的研究

细胞转染在基因工程、细胞生物学、临床医疗等领域有着十分重要的应用，我们提出一种集成微电极的微流控电穿孔芯片，可实现有效的单细胞电转染，通过微纳制造工艺在玻璃衬底上加工三组叉指微电极和一组平行微电极，利用软光刻工艺制备 PDMS微流体通道层，经表面改性后，将两者键合，形成微流控电穿孔芯片，实验中采用HeLa细胞进行电穿孔操 作，在15Vpp(电压峰峰值)，300ｋＨｚ交流电压下，有效导入荧光染料的活细胞占总数的48.72％，成功实现了单细胞电穿孔。     

基于石蜡打印的PDMS微流控芯片制备及实验应用

介绍了一种基于数字化石蜡液滴微喷射技术制作微流控芯片的方法及其应用,制作的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片可用于微液滴的生成和两相流的微混合。实验所需玻璃微喷嘴制备简单、成本低廉。石蜡阳模的形状可自主设计,通过调节驱动电压、驱动频率和加热温度可控制石蜡液滴尺寸及石蜡线宽。利用此方法在石英玻璃基底上打印出石蜡阳模,通过PDMS溶液浇注、固化、倒模、清洗再与石英玻璃基板键合等一系列工艺,最终可实现不同内径、不同流道形状的PDMS芯片,制作过程方便快捷,成品质量较好,设计自由度较高。最终通过调整系统各项参量制作出流道内径约为235μm的PDMS微流控芯片,并利用所制作的十字型流道PDMS微流控芯片生成了微液滴,用螺旋形流道的PDMS微流控芯片完成了亮蓝、柠檬黄两种颜色水溶液的微混合。     

一种PDMS微混合器的制备及性能分析

介绍了一种用于微生化分析仪的PDMS(polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)微混合器的模压制备,由于其兼有混合器与比色皿的功能,因此,对其透光及混合性能进行了分析。经实验证明,制品中经常出现的变形、气泡、条纹等缺陷均会使混合器的透射比变差,且缺陷越多光学性能越差。而所制作的PDMS混合器透光面的光学性能优秀,在340 nm的透射比达到90%,能够满足微生化分析仪的紫外、可见光检测要求。对膜厚为50μm的φ6 mm PDMS混合器进行定量检测发现,当驱动电压为3 V,驱动频率为80 Hz时,在5 s内能达到很好的混合效果。     

投影微立体光刻技术在微流控芯片领域的研究进展

对投影微立体光刻(PμSL)技术在微流控芯片领域的优势进行了简要概述,介绍了其技术原理以及数字微镜设备(DMD)的工作机制。分析了影响PμSL技术提高XY平面和Z轴打印分辨率的因素,重点讨论了通过优化光学系统、树脂配方、打印方式及图像算法等途径以提高单步制作微流控封闭管道Z轴分辨率的技术方法,并介绍了PμSL技术在多材料打印领域的研究进展。此外,对近年来国内外利用PμSL技术制备微流控功能器件、器官芯片的研究进展进行了介绍。最后,对PμSL技术在微流控芯片领域当前面临的Z轴分辨率较低、靶面与精度较难平衡和器官芯片打印材料生物相容性差等问题进行了探讨,并对其未来发展方向进行了展望。     

一种新型微流体DNA提取芯片的研究

介绍了一种新型的DNA提取纯化芯片,采用多层微细加工技术制作SU-8模具,制作含有微柱的三维立体结构的PDMS(聚二甲基硅氧烷)芯片,在微池内填充超顺磁性磁珠,利用固相提取法,对生物样品中的DNA进行有效快速提取。微柱结构能有效促进反应液混合。整个流程快速有效,无需离心,操作简便且易于芯片集成,能在30 min内完成PCR产物的提纯。成功对大肠杆菌裂解液中的DNA进行了提取,提取产物可直接作为PCR反应的模板,较好地避免了非特异扩增的影响。     

被动微混合器的研究进展(英文)

综述了被动微混合器的混合原理、结构、微制作技术以及在数值仿真计算等方面的研究进展。着重讨论了几种主要被动微混合原理,如多层流、混沌对流、分裂-重合、流体弯曲和压缩以及循环流动。重点分析了近年来低雷诺数下高混合效率的复合式微混合器。复合式微混合器利用其他简单的外界作用来提高其混合效率,诸如施加离心力、采用几何压缩和三个入口结构,或利用多入口结构,使其中的流体产生周期性的流动。指出随着对低雷诺数和高黏度要求的不断提高,SAR型复合式微混合器成为更为广泛的一个研究方向,其内部的分裂-重合结构单元能够使流体产生旋转,同时通过采用几何压缩结构,缩短扩散长度.从而大大提高了流体的混合效率,但同时也提高了对微制作技术的要求。     

用于线虫药物筛选的微流控梯度芯片和自动化平台

作为一种在微米尺度操作流体的技术,微流控芯片具有反应体系小、通量高、自动化且操作灵活等优势,被越来越多地应用于细胞和微米尺度生物的研究中。秀丽隐杆线虫作为一种重要的模式生物被广泛地用于神经生物学、衰老及发育和药物筛选等研究中。提出了一种用于研究线虫和环境毒素相互作用的微流控自动化平台,该平台集成了基于微振荡原理的快速梯度形成的微流控芯片、自动化控制系统及基于OpenCV的线虫长度及摆动频率估计的自动化图像分析软件。通过染料和荧光实验验证了基于振荡原理的快速梯度形成芯片,该芯片可以在7 min内形成线性浓度梯度,并通过该芯片和平台验证了线性浓度梯度的双氧水对秀丽隐杆线虫活性的影响。     

基于超材料的声表面波微流控芯片设计和工艺

声表面波(SAW)是一种能量聚集在基底表面传播的弹性声波.为了克服传统声表面波芯片声场分布不均匀、能量不集中和声场单一等缺点,将声学超材料和声表面波技术相融合,通过对基于声学超材料改进声场的芯片进行有限元仿真分析,实现低功耗声波激励下的声场局域增强、能量均匀分布的效果,进而加工并制作了铜柱阵列微结构的声表面波芯片.仿真...     

硅油稀释PDMS法制备紫外纳米压印软模板

软模板的制作是紫外纳米压印中关键的技术,模版的分辨率直接决定了压印图形的最小分辨率。使用具有高度均匀、100nm级孔洞阵列结构的多孔氧化铝作为母版,使用基于液态浇铸的硅油稀释聚二甲基硅氧烷(硅油和聚二甲基硅氧烷的质量比为1:2)法制备出具有规则点阵结构的软模板。通过SEM和AFM表征发现,特征图形得到了有效转移,特征尺度保持在100nm左右。相对于传统的模板制备方法,此方法成本低、流程简单、适合大规模生产,是一种非常有前途的软模板制备方法。     

PDMS多层次蘑菇形微结构的制作

提出了一种基于光刻胶牺牲层技术的用于制作多层次SU-8模具的新方法,并进一步采用浇注成型的方法制作了聚二甲基硅氧烷(PDMS)多层次蘑菇形微结构。在多层次SU-8模具的制作过程中,使用了正性光刻胶BP212作为牺牲层,并采用超声辅助显影的方法使显影的时间大大缩短。通过对多层次SU-8模具预处理,有效减小了多层次SU-8模具与PDMS的结合力,从而提高了PDMS脱模的成功率。对制作的PDMS多层次蘑菇形微结构和PDMS单层次微柱结构进行了接触角测试。结果表明,PDMS多层次蘑菇形微结构的接触角为150.93°±1.6°,PDMS单层次微柱结构的接触角为139.19°±0.1°。由此可知PDMS多层次蘑菇形微结构具有优异的超疏水性能。     

玻璃微流控芯片的低成本制作技术

针对玻璃微流控芯片制作中普遍存在的成本高、加工周期长等问题,提出了一种基于湿法腐蚀技术的低成本、实用化制作方法。该方法以商用显微载玻片作为基底材料,采用普通负性光刻胶RFJ-220为腐蚀掩模,通过优化光刻及湿法腐蚀工艺,可得到深度大于40μm（最深可达110μm）,侧向钻蚀比为1．25：1,表面粗糙度小于5．2nm的微沟道。重点解决了光刻胶与基底之间的粘附性问题,并分析了腐蚀液的配比及腐蚀方式等对沟道形貌的影响。整个制作工艺过程简单,成本低,稳定性好,可广泛应用于玻璃微流控芯片的制作中。     

集成电极的PDMS-玻璃微流控芯片的制备

微流控芯片在分析化学和生物检测方面有着广阔的应用前景。对集成电极的PDMS-玻璃微流控芯片的制备工艺进行了研究与分析。最终使用SU-8快速制备阳模,使用PDMS转移图形得到具有微流控通道的PDMS盖片;在玻璃基板上加工Pt电极,除了需要外露的部分电极外,其他部分以薄层PDMS保护,得到电极基板;将PDMS盖片与电极基板半固化键合制得同时具有加热和温度传导电极以及CE高压电极的PDMS-玻璃芯片。ANSYS模拟分析证明加热芯片热惯性小,加热时温度分布效果好。     

基于PDMS模具热模压制备微流控通道结构的方法

介绍了一种利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的快速成型来制备模具,再进行热模压制造微流控通道结构的方法。通过在硅片上旋涂SU-8胶进行光刻显影,得到结构模版,在此模版上浇注PDMS,脱模即得到PDMS模具。将PDMS模具进行热压,成功地在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基片上复制了特定的微流控通道结构。相对于常规的硅微加工和UV-LIGA工艺制造热模压模具,本方法具有加工周期短、工艺简单、成本低等优点。另外,还对温度、压力、时间等热模压的主要工艺参数进行了初步的优化研究。     

角度定量化估算软光刻PDMS印章的平面变形扭曲

引进与平面图案变形扭曲大小相称的角度参数θ,提出了一种对软光刻技术中PDMS印章的角度平面扭曲进行定量评价的方法。聚二甲基硅氧烷(PDMS)平面印章的单个图案的平均扭曲角(绝对扭曲角θ1)和相邻图案间的扭曲角(相对扭曲角θ2)由角度参数θ的差值(θ)决定。经四种不同粘附固定处理的PDMS印章中进行角度定量估算比较,发现采用硅烷修饰的玻璃板基板制备的PDMS印章显示很强的粘附性和最小的平面变形扭曲,其绝对扭曲角度θ1为3.98×10-3,相对扭曲角θ2为1.22×10-3。研究结果表明,角度定量化估算可实现软光刻中图案平面变形扭曲的定量评价和比较,并通用于弹性印章基板筛分选择。     

电子束光刻制造软刻蚀用母板的研究

使用通用电子束曝光机,采用一种新的电子束微三维加工的重复增量扫描方式进行曝光实验,显影后得到轮廓清晰的微三维结构,以此为制作弹性印章的母模板,经硅烷化后可用来制作弹性印章,得到弹性印章后便可再利用软刻蚀相关技术进行微图形的复制.曝光实验的结论表明采用电子束重复增量扫描方式可用来制作微三维弹性印章的母版.