用于生物醫(yī)學檢測的一種新型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)展起來的一個新穎的跨學科領(lǐng)域。PCR生物芯片由于具有功耗小、成本低、操作簡單、易于集成等傳統(tǒng)PCR技術(shù)所不具備的優(yōu)點,成為目前倍受矚目的研究焦點。本文在綜述PCR芯片研究進展的基礎(chǔ)上,提出一種可用于生物醫(yī)學檢測的新型PCR芯片。在完成芯片的設(shè)計、工藝制作、實驗測試的同時,對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行了優(yōu)化研究。本論文的主要結(jié)構(gòu)如下:
　　 (1)設(shè)計了兩版P

2、CR芯片系統(tǒng),并且對芯片的功能器件與整體版圖進行了設(shè)計。在第一版的設(shè)計中提出了一種三模塊微型PCR芯片系統(tǒng);第二版在對第一版改進的基礎(chǔ)上提出了一種新型的PCR芯片系統(tǒng)。通過備選材料各方面參數(shù)的對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。通過設(shè)計參數(shù)的計算和對比,設(shè)計了溫度傳感器與多種形貌的微加熱器及電化學微電極。
　　 (2)詳細闡述了兩版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。通過光學照片及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)用封裝芯片進行了一系列實驗測試,以檢測芯片性能。實驗結(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;微電極的檢測限可達到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)化的實驗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程中難以直接圖形化的問題提供了一種有效的手段。
　　 (5)對一種有生物芯片應(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行了研究,并用該干膠進行微流道試驗研究。通過實驗,優(yōu)化了曝光及顯影時的工