微流控芯片凝血检测装置的设计

在传统检测原理及方法的基础上,设计了一种凝血检测装置。重点对检测装置的机械部分进行了改善,选择微流控芯片替代传统的玻璃试管作为检测容器。实验结果表明,与传统玻璃试管相比,采用微流控芯片作为检测容器,试剂混合均匀,检测结果的重复性好。     

湿法腐蚀硅制作PDMS微流控芯片

提出一种制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片的方法。用15%四甲基氢氧化铵溶液各向异性腐蚀硅(100)制作模具,然后经过浇模,中真空键合得到PDMS微流控芯片。整个过程耗时约10 h。用SEM和激光共焦显微成像系统观察整个制作过程。分析了硅片模具及PDMS微流控芯片图案的一致性及粗糙度,结果表明硅片模具图案的相对标准偏差低于3%,表面粗糙度Ra是0.051 μm,PDMS微流控芯片相应的分别是1%和0.183 μm。用PDMS微流控芯片进行电泳分离试验,分离场强200 V/cm,在4.7 cm长的分离通道中,30 s内成功分离了四苯磺酸基卟啉(TPPS)和羧基钴酞菁(TCPcCo(Ⅱ))的混合样品。     

热压法快速制作微流控芯片模具

提出了一种微流控芯片模具的快速批量制作方法。应用光刻与湿法腐蚀技术制作玻璃母模,然后采用热压成形技术批量制作聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)阳模,再利用阳模浇模、键合批量制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片。结果表明,该法制作的PMMA模具及复制得到的PDMS芯片平整度好、一致性高,其沟道宽度和深度的相对标准偏差分别小于0.5%和1.5%。     

塑料微流控芯片热压成形温度控制装置

采用聚合物如塑料等制作微流控芯片是拓展芯片应用,实现芯片产业化的关键。温度是塑料微流控芯片热压成形过程中的重要工艺参数。本文采用半导体热电致冷堆,设计了适合塑料芯片制作的温度控制装置;分析了升降温过程中所需的加热／制冷功率,并对升降温特性进行了研究;设计了半导体热电致冷堆供电电源装置。对温度控制装置的升／降温及温度控制精度进行了实验,并给出了实验结果。     

微流控芯片发展与展望

介绍了微控分析系统的一般特点,发展历史和近期的研究进展,分别讨论了微流控分析系统中有关流控系统,芯片材料,检测系统,集成化系统,分离系统,试样引入和前处理系统等研究领域的发展趋势,并对微流控分析系统的应用前景做出了展望。     

高信噪比微流控芯片检测仪的设计

简要介绍了微流控芯片及其现有的检测方法,重点设计研发一种具有高信噪比的检测仪。此检测仪器采用激光诱导荧光检测原理;检测光路采用共焦原理;并通过电路滤波及放大设计、仪器结构设计、软件设计等途径而研制。此检测仪是集光、机、电及软件处理等的多维一体的综合性仪器。检测证明这种仪器检测性能高、结构紧凑便于携带、具有很高的信噪比,检测能力可达到1-0 9n m o l/L。     

微流控芯片仪器进展

微流控芯片以其微型、快速 高效和低耗等特点成为研究热点之一,本文介绍了近年来微流控芯片的应用情况及相关仪器的研究和开发,并对其发展动向作了评述。     

集成Pt电极电化学微流控芯片制作工艺研究

研究了一种集成Pt电极的安培型电化学微流控芯片的制备方法.在清洗后的SODA-LIME玻璃上涂敷正性光刻胶光刻,显影后开窗于微电极图形部分,利用射频溅射台溅射Pt后,采用剥离的方法得到Pt微电极.在另一玻璃基片上采用湿法腐蚀的方法得到微通道.微电极与微通道出口的对准工艺在自行研制的立体显微镜下完成,对准后的芯片在马弗妒中热键合,获得集成Pt电极的玻璃电化学微流控芯片.     

微流控芯片与电喷雾质谱联用接口的制作与应用

介绍了自制玻璃微流控芯片与电喷雾离子化质谱(ESI-MS)联用接口的制作方法。在芯片边缘直接将外接管路与管道相连，通过芯片上的旁路引入辅助液体，通过电场或压力驱动将样品送入质谱仪，实现稳定电喷雾。以芯片作为预进样平台，利用质谱检测了蛋白混合物、兴奋剂类药物混合物和中药提取物。在接口制作中，使用CB胶和保护性盖片，解决了机械加工步骤(切割、打磨和打孔等)中对微型结构的保护封装问题；在外接管路中的金属双通上施加高压电场地电势，实现了芯片管道中液体的电渗泵驱动。     

微流控芯片发展与展望

介绍了微流控分析系统的一般特点、发展历史和近期的研究进展.分别讨论了微流控分析系统中有关流控系统、芯片材料、检测系统、集成化系统、分离系统、试样引入和前处理系统等研究领域的发展趋势,并对微流控分析系统的应用前景做出了展望.     

微流控光纤芯片的研究

微流控光纤芯片是一种把光纤植入到芯片中以方便检测的新型生物分析芯片，它利用光纤传输激发光，使激发光斑的直径大大减小，省去了光学会聚装置，缩小了检测系统的体积，提高了检测灵敏度。另外，它具有试剂消耗少、处理速度快、制作成本低、制作方法简单等优点，成为微全分析系统（μ-TAS）研究的热点。结合目前带光纤微流控芯片的发展状况，综述了两种类型芯片的制作方法及其所需材料，介绍了每种芯片的检测原理、结构及分类，分析了每种芯片的优点与不足，并探讨了其发展趋势。     

微流控芯片操作机器人碰撞保护装置的设计

从避免芯片操作机器人与外界环境碰撞的角度进行了安全性设计研究.设计了一种能够感知碰撞发生信号,基于继电器和电磁制动器实现机器人保护的碰撞保护装置,计算分析了本装置对芯片操作机器人定位精度的影响.实验表明,此装置能够精密控制前冲惯性位移＜1 mm,适应性强,不影响操作机器人定位精度,有利于提高微流控芯片自动化制造系统的安全性和自动化水平.     

数字微流控芯片半月形驱动电极的设计

为了降低数字微流控芯片的驱动电压,将传统的方形驱动电极结构设计为半月形,并研究了不同参数的半月形驱动电极降低驱动电压的效果。首先,根据介电湿润的基本原理分析了不同驱动电极形状对降低驱动电压的影响。然后,通过流体体积法(VOF)对液滴的运动过程进行建模和数值仿真;根据数值仿真结果对比分析了不同结构参数的半月形驱动电极随驱动时间的运动过程。最后,设计了4种不同结构参数的半月形驱动电极芯片,并对其驱动液滴的效果进行了试验验证。结果表明:研制的4种半月形驱动电极微流控芯片中,电极圆弧直径等于电极长度结构的芯片其驱动电压比其他3种电极结构的芯片的驱动电压至少降低了15.6%,而且可以在16V的驱动电压下使1μL去离子水液滴的运动速度达到1.6cm/s,是设计为半月形驱动电极中的最优设计。实验数据证明了电极圆弧直径等于电极长度的半月形驱动电极结构可有效降低微流控芯片的驱动电压。     

单细胞捕捉微流控芯片设计及流场分析

聚合物单细胞捕获微流控芯片中流场分布对细胞捕获有着重要意义,是芯片结构设计的一个关键因素.在聚合物单细胞捕获微流控芯片中,不同尺寸微坝结构对细胞捕获效率有影响.针对成骨细胞的捕获与培养设计了3种尺寸的微坝结构,并对成骨细胞捕获和培养过程芯片内部流场进行了模拟分析,模拟结果显示下端开口尺寸为10μm的微坝结构内部流速最小,故其流体对细胞产生的作用力越小,细胞变形程度越小,细胞越容易被留在微坝中,从而被捕获.为之后的实验提供了一定的指导作用.     

微流控空气取水装置热力学分析与设计

淡水收集装置的原理及性能效率的研究对于户外活动与野外考察具有十分重要的意义。由于将空气中的水蒸气转化为可以饮用的液态水过程中涉及到相变的发生,所以能量的交换与利用是空气取水装置设计过程中必须要考虑的问题。研究并利用微流控技术及吸附解吸附原理设计了一种新型的便携微流控空气取水设备,减小了空气取水装置体积和能耗,提高了淡水收集效率。     

核酸检测一体化微流控芯片设计与液滴操纵分析

设计了一种基于磁珠法的两相流液滴微流控芯片,包含样品提纯、扩增和检测一系列连续的生化过程,可用于快速核酸检测.首先建立了磁珠和液滴在两相流体系内的动力学模型,并借助有限元仿真平台对磁珠微团所处环境进行了磁场仿真,得到不同体积磁珠微团所受的磁力.进一步还分析了磁珠微团、液滴体积、永磁体移动速度对液滴运动状态的影响,最终总结出液滴操纵图.     

微流控芯片中液滴被动式融合的流道设计

液滴是近年来在微流控芯片上发展起来的一种全新的操纵微小体积液体的技术.液滴的融合方式分为主动式和被动式两种,主动式融合主要是通过在局部施加电场进行的电融合,而被动式融合则是通过对流道的形状局部修改,利用两个液滴的速度差和由于挤压形变后产生的应力促使液滴完全融合.文中设计了一种用于融合液滴的扩张通道,给出流体控制方程,从雷诺数、空间受限效应、主流流体的流场变化和液滴体积4个方面探讨对液滴有效融合的影响.     

微流控分析芯片的加工技术

综述了微流控分析芯片和加工技术和材质性能,光刻和蚀刻技术常用于加工硅,玻璃和石英芯片。有机聚合物由于品种多,易加工,是代替玻璃和石英的芯片材料。本文总结和讨论了各种芯片材料和它们的加工方法,如光刻,湿法刻蚀,干法刻蚀,模塑法,软刻蚀,热压法,激光切蚀法,LIGA技术和键合技术,引用文献36篇。     

三维培养结肠癌细胞的微流控芯片荧光成像研究

改良了一种微流控芯片,可用于对结肠癌细胞进行三维培养并实现实时荧光成像。在结肠癌细胞内植入内源性的红色荧光蛋白,使用激光共聚焦显微镜对芯片中三维培养的细胞进行成像。通过细胞内部红色荧光蛋白的表达,可以观测到细胞的生长状态,实现对细胞的实时监测和高分辨率荧光成像。同时,通过免疫荧光染色来表征反映细胞活性的特征蛋白,其荧光强度和蛋白表达呈正相关。研究结果提示,细胞活性相关蛋白的表达受到微环境的影响,其在芯片三维培养中的活性强于二维培养,表明芯片内环境更加接近真实的人体微环境。该方法为进一步探究肿瘤细胞转移机制及相关药物的筛选研究提供了一种新的技术手段及实验平台。