双T型通道对物质的电动富集性能研究

微流控检测作为一种新型生化检测平台,具有快速、低成本的检测优势,得到了广泛关注,微流控富集技术对改善微流控检测系统的灵敏度具有重要意义.该文从能实现电动控制样本驱动功能的双T型通道出发,研究了该结构对荧光离子和皮质醇适配体的富集效果,发现了该结构针对不同尺度的物质具有不同的富集效应和富集区域.针对尺寸相对较大的分子类物...     

微通道内壁面粗糙度对电渗流影响有限元模拟

Lab-on-a-Chip(芯片实验室)系统迅速发展对微流体的研究提出更高的要求,微通道壁面粗糙度对微尺度下的流体存在显著影响。采用有限元模拟研究了壁面机糙度对圆形截面微通道内电渗流的影响机理。壁面粗糙度几何模型采用三角形波形并考察了微通道两端存在阻碍压力作用下的情况。结果表明,壁面粗糙度宽度和间隔增加时微通道中截面流速先减小后增加。相对粗糙度值在0.01～6%之间时截面流速随着相对粗糙度的增加非线性减小,但减小趋势变缓。相对粗糙度增加时压力与截面流速线的斜率减小,截面流速不易受压力变化的影响。     

光调制电渗流

匈牙利科学院的研究人员将光电导体与隧道结构相结合，用光控制毛细孔中的流动速度。在微流系统中，这是探索电渗流概念的理想技术，可以通过改变局域电场调制其流动。     

Dispersion in oscillatory electro-osmotic flow through a parallel-plate channel with kinetic sorptive exchange at walls

Dispersion in time-oscillatory electro-osmotic flows in a slit micro-channel under the effect of kinetic sorptive exchange at walls is theoretically investigated using the homogenization method. The two walls of the channel are considered to be made up of different materials, and therefore have different zeta potentials and sorption coefficients. A general expression for the Taylor dispersion coefficient under different zeta potentials as well as various sorption conditions at the walls is derived analytically. The dispersion coefficient is found to be dependent on the oscillation frequency, the Debye parameter, the species partition coefficient, the reaction kinetics and the ratio of the wall potentials. The results demonstrate that the presence of wall sorption tends to enhance the dispersion when the oscillation frequency is low, but the effect is negligible in high-frequency oscillatory flows. Moreover, it is found that the dispersion coefficient could be significantly changed by adjusting the relative wall potentials for low-frequency flows.     

毛细管电渗流微泵的流体动力学的数值仿真

利用电渗流(EOF:Electroosmotic flow)机理制作出的微泵,以其体积小、噪声低、易于控制和结构简单等优点,在药物输送、生化合成及微机电系统(MEMS)中得到了广泛的应用。以实现CPU的温度控制为目标,对电渗流泵的控制及速度、压力间的关系进行了分析。应用无网格法(Meshless/meshfree)对Laplace方程、Poisson-Boltzmann方程、Navier-Stokes方程进行数值求解。数学模型不仅可以仿真几何形状简单的直管内微流体的驱动过程,也可以仿真几何形状复杂、ζ电势较大条件下的微流体的流动情况,为电渗流泵的设计提供了仿真模型。主要讨论通过改变外加垂直电势和ζ电势,实现对电渗流泵的控制以及电渗流泵所能承受的背压问题。     

毛细管电泳分离蛋白质的研究进展

综述了无胶筛分毛细管电泳在和蛋白质的分离分析中的应用实例,对这种方法的前景展望及发展趋势进行讨论。     

发散形通道内的稳定电渗流动

电渗流通过外加电场来驱动液体通过微小通道,同时由于焦耳热效应的存在,也会在流体及通道表面形成热传导现象。应用计算流体力学方法,对矩形发散形微通道内电渗流流动所产生的流场、温度场进行了数值模拟和研究。由于流体的介电常数、电导率、粘性、热导率等属性依赖于温度的变化,焦耳热效应产生的温度场会改变流体的多种属性,并进而影响到流动速度、压力分布等。计算结果表明,焦耳效应在微管道芯片上产生了一个非均匀的热梯度场,并同时影响液体流动。热梯度场的存在在均匀截面通道内可以提高液体的流动速度,但在发散形通道内却不能产生相似的效果,此时的出口速度和体积流速都明显下降,分别达到约16%和60 μl/min。焦耳热效应同时通过降低流速和流动压力减弱了发散形管道的电渗流泵送性能。     

粗糙表面微通道电渗流的数值模拟

电渗流（EOF）广泛应用于微流控芯片中的流体的传输与混合。针对带有粗糙表面的平行板微通道,建立了描述EOF的控制方程,基于有限元分析方法对具有不同粗糙度和EDL厚度的微通道内的EOF进行了数值模拟。结果表明,当EDL厚度接近0.3倍粗糙度大小时,粗糙度对EDL的影响较大,EOF受到粗糙度的阻力作用较为明显,而当EDL厚度相对粗糙度较大和较小时,EOF速度受到粗糙度的影响相对较小;粗糙表面微通道中部EOF速度与相对EDL厚度的关系呈“V”型曲线,EOF平均速度呈“L”型曲线。研究结论对于微通道表面的优化设计以及微流控芯片中流体的精确操控具有一定的参考意义。     

多壁碳纳米管/SBS复合材料的制备及其渗流特性

以多壁碳纳米管(MWNTs)为导电填充物,以苯乙烯-丁二烯三嵌段共聚物热塑性弹性体(SBS)为基体材料,制备了导电高分子混合物薄膜,考察了采用不同的溶剂和成膜工艺对薄膜表面形貌的影响,同时通过电流/电压特性的测试,得到不同的MWNTs浓度下MWNTs/SBS混合材料的电渗流特性,其渗流区在6～9wt%之间.我们还初步研究了所得混合材料的电阻值受温度的影响,发现其温阻特性具有很强的时间迟滞性.     

柱内径对堆积边界法富集重现性的影响

Breadmore提出了一种新型毛细管电泳富集方法（电渗流控制下的逆流等速电泳堆积边界法富集）,可对阴离子实现十万倍在线富集效果。本文以NO3-为模型分子考察了不同内径毛细管柱对该富集重现性的影响。实验发现,使用内径为75μm的毛细管柱时富集重现性极不稳定,富集阶段电流对富集时间的积分面积和NO3-电泳峰面积的RSD（n=10）分别高达6.98%和105.43%,而使用内径为25μm的毛细管柱时富集重现性稳定,富集阶段电流对富集时间的积分面积和NO3-电泳峰面积的RSD（n=7）分别为0.96%和4.43%。实验结果表明这种富集方法的稳定性依赖于富集阶段电流对富集时间的积分面积的重现性,进而依赖于实验中采用的毛细管柱内径的大小尺寸。