自由流電泳芯片集成化技術.pdf

1、微流體芯片在過去的十幾年中得到了廣泛的發(fā)展和重要的應用，微全分析系統(tǒng)將分離檢測這些傳統(tǒng)的步驟集成到一個芯片上。自由流電泳是微流體芯片的一種，是一種有效的分離富集檢測技術。然而傳統(tǒng)的自由流電泳在電壓較大時，由于氣泡的干擾，引起了不能連續(xù)分離等問題。另外自由流電泳，在集成方面還不多見，將電極、微泵集成于自由流電泳中能縮小自由流電泳的體積，具有重要的意義。為了解決這些問題，本文采用PMMA與polyimide膠帶作為材料，利用微雕機進行雕刻制

2、作了具有集成微泵的自由流電泳，整個制作過程具有制作工藝簡單，制作成本低等特點。
　　本文首先對自由流電泳的基本理論進行了回顧，包括區(qū)帶展寬理論以及PHASEGUIDE理論，對排氣泡具有重要的意義。并用COMSOL引入了層流、靜電場、離子追蹤等模塊對自由流電泳中電場和流場進行了仿真。將鉛離子的真實質量與電荷數(shù)引入仿真，分析了理想的分離速度與電場。另外對流體聚焦動力學進行了仿真，仿真得出了緩沖液流速對樣品出口的影響。
　　設計并

3、制作無閥微泵，利用PMMA材料制作無閥微泵，利用 AutoCAD和Altium Designer軟件設計并采用VIP3530進行制作，微泵泵腔直徑1cm，擴散口噴嘴呈8度角。測試結果顯示，微泵工作性能良好，在±110V的方波下，隨著頻率的升高微泵流量先增大后減小，在頻率500Hz左右時，微泵的流量達到600μL/min。
　　利用PMMA與polyimide兩種聚合物為材料制作集成化自由流電泳，設計了集成電極式排氣泡結構和微泵的自

4、由流電泳，整個電泳結構為40mm長20mm寬，在兩側電極室寬1mm，電極室頂端為微泵結構。設計了流體動力學實驗來探討緩沖液流速對樣品分離的影響，流形實驗分析了自由流電泳中樣品的流動情況，以及歐姆特性曲線，同時用Micro-PIV對自由流電泳分離情況進行了測試。
　　最后介紹了電化學檢測方法對自由流電泳富集鉛離子進行了檢測，采用差分脈沖伏安法，設計了實驗，并利用離子計和鉛離子選擇性電極對自由流電泳進行了檢測，實驗結果顯示芯片對鉛離子