具平行微通道的无电场玻璃芯片微电渗泵

微流控芯片是一种由微通道形成的网络,集成了生物检测和化学分析领域中各种基本操作单元的微型实验室分析平台,可代替常规生物化学实验室,实现采样、分离、反应、检测、筛选、细胞培养等功能,结合一定的外部设备快速自动完成化学分析或生化分析全过程,具有集约化、微型化、自动化、高通量和速度快的特点.玻璃作为微流控芯片的重要基材,具有不与其他物质发生化学反应、电绝缘性和散热性良好、光学性能优良、具有较好的可修饰性的表面.通过对比,介绍了玻璃芯片的流道制作工艺,以及几种不同的键合方法原理及特点.

聚n-异丙基丙烯酰胺(pnipaam)在临界温度(32℃)附近会发生敏锐的相变,导致其体积和表面亲疏水性的突变.利用这种由温度刺激引起的体积变化,可以控制微通道内微流体的运动状态.本文以2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮为引发剂,水-乙醇混合体系为溶剂,在玻璃芯片通道内局部区域以紫外光诱导聚合pnipaam整体柱塞,制备温控微阀.系统地考察了聚合条件对该阀的形态和性能的影响.在此基础上,建立了一个芯片上的集成化单温控阀流动注射分析模型,利用镁离子与荧光探针o,o′-二羟基偶氮苯的螯合荧光反应,表征温控微阀的控流效果.结果表明,所制作的微阀温控效果良好,在微流控领域有应用前景.

第39卷第1期 2011年2月 福州大学学报（自然科学版） journaloffuzhouuniversity（naturalscienceedition） vol．39no．1 feb．2011 【doi】cnki：35－1117/n．20110126．1718．000文章编号：1000－2243（2011）01－0143－05 基于镀膜玻璃微流控芯片制作工艺的研究 王伟 1，2 ，王宗文 1，2 ，蔡建南 1，2 （1．福州大学食品安全分析与检测技术教育部重点实验室，福建省食品安全分析与检测技术重点实验室， 福建福州350002；2．福州大学化学化工学院，福建福州350108） 摘要：开发了一种采用金属膜绿基玻璃作为芯片制作材料，在玻璃上旋涂光刻胶层，制作微流控芯片的工艺． 针对光刻胶层不耐刻蚀液腐蚀的特点，优化了涂胶、匀胶、

开发了一种采用金属膜绿基玻璃作为芯片制作材料,在玻璃上旋涂光刻胶层,制作微流控芯片的工艺.针对光刻胶层不耐刻蚀液腐蚀的特点,优化了涂胶、匀胶、预烘、曝光、显影、坚膜等制作工艺步骤,使得制作工艺具有良好的稳定性.自制玻璃微流控芯片的通道深度可以达到36μm,宽度可以达到150μm,最大有效直线长度可达150mm,芯片具有优良的性能.工艺的开发节约了实验资源,提高了芯片设计的灵活性和多样性.

研究了有机玻璃微液流化学芯片的制作工艺及其条件,优化了制片过程的条件,在5～15kgf压力、170～180℃保温20min条件下使用微细金属丝和玻璃阳膜压印管道,在15kgf压力、120℃保温15min键合,制作了单层二维及双层三维变向的微液流芯片。并在所制作的微芯片上观测了双流体混合状态,对luminolkmno4pb2+化学发光体系进行了测试。

研究一种单动力源、聚焦流形态可控的用于细胞排队的微流控芯片。建立了样品沟道与鞘流沟道不同长度比例、不同夹角的模型并进行了不同负压条件下聚焦流形态仿真,运用spss软件进行了回归分析并进行了模型优化。在芯片的微加工过程中,利用印刷电路板(pcb)制作了母板,以聚二甲基硅氧烷(pdms)为芯片主要材料,制作了pdms—pdms,pdms—玻璃及pcb—pdms三种芯片。制作的芯片能够在单个动力源条件下控制聚焦流宽度,使不同大小的微粒及细胞呈单个排列流动。研究结果为分析不同尺寸的细胞而选择合适的样品流沟道与鞘流沟道长度、夹角等条件提供了依据,所制作的芯片也达到了廉价且实用的目的。

有别于传统的微流控芯片压塑成型方法,本文提出注塑成型加工塑料微流控芯片的新工艺.采用uv-liga技术制作成型微通道的型芯,设计制造了微流控芯片注塑模具.充模试验表明,如何使微通道复制完全是微流控芯片注塑成型的主要技术难点.模拟与理论分析表明,熔体在微通道处出现滞流现象是复制不完全的主要原因;搭建了可视化装置对此加以试验验证.利用正交试验方法进行充模试验,研究各工艺参数对微通道复制度的影响.试验表明模具温度对提高微通道复制度起决定性作用;注射速度和熔体温度是次要因素,而注射压力相对其他因素影响力较差,但必须保持在一个较高的水平.依此形成塑料微流控芯片的注塑成型工艺,对于宽80μm、深50μm截面的微通道而言,可使微通道复制度由70%提高到90%,满足使用要求.

双电层是电渗流形成的关键因素,通过分析双电层的产生过程,解释了电渗流的形成机制,探讨了与直流电渗流形成相关的poisson-boltzmann方程、laplace方程及navier-stokes三个基本控制方程,并建立了与之相关的数学模型。通过对各控制方程边界条件的分析及合理简化,分别对zeta电势、外加垂直电场电势进行了求解和仿真,并且对zeta电势、外加垂直电场电势进行耦合求解,得到了直流电渗流在微通道内的流速表达式,并分析了微流体的特性参数、zeta电势、外加垂直电场电势对电渗流流速的影响,结果显示通过增加zeta电势可以有效降低微通道两端施加的垂直电场电压。

综述了微流控芯片的制作材料及其加工方法的研究进展。在介绍了传统硅质材料,如硅、玻璃、石英等的基础上,着重描述了高分子聚合物材料在微流控芯片的应用趋势。针对不同材料,详叙了其材料特性、应用范围及加工方法。特别介绍了一些新的加工方法,如激光刻蚀法、软光刻、liga方法在该领域的应用。针对微流控芯片的材料与加工做了一个简要而系统的回顾,对微流控芯片和其他微型全分析系统的研究者有重要参考价值。

新型微玻璃纤维

微通道平行流蒸发器流程布置研究与分析——微通道平行流蒸发器作为新一代汽车空调用蒸发器正在逐步取代传统的层叠式蒸发器，但是目前业界对微通道平行流蒸发器的流程排布对其性能的影响还不是十分清晰。针对微通道平行流蒸发器的双排结构，利用仿真和实验的方法...

采用热/结构耦合场对非导电膜互连封装玻璃覆晶(cog)模块芯片(ic)的翘曲进行数值模拟,并分析不同热压键合参数和芯片/基板厚度对液晶显示屏(lcd)翘曲的影响.结果表明:在热压键合过程中,键合头温度对cog模块ic翘曲的影响最为显著,键合压力次之,玻璃基板温度最小;ic厚度对ic翘曲的影响不明显,而增加cog模块中玻璃基板的厚度,可有效降低ic翘曲程度.其原因在于较厚的玻璃基板的耐变形能力较高,从而抑制了翘曲.

设计了一种多级低压电渗流微泵。该微泵系统主要由直流电源和蚀刻微通道的芯片等部分组成。芯片是在一块硅基片上蚀刻6组尺寸不同的微通道,从而达到提供不同大小的流量和承受不同背压的目的。对芯片的加工工艺流程进行了说明,同时对微泵进行了试验研究。实验结果表明:在低压下,该泵能够驱动通道中的液体。

针对加热测温一体化集成微热板阵列气体传感器的需要,以微热板加热性能测试参数为依据,提出了一种基于微热板气体传感器阵列的单片集成方案。该方案包括由四个微热板构成的传感器阵列,加热驱动单元和信号采集单元。采用hspice软件对加热驱动电路和信号采集电路进行设计,并进行了芯片电路系统的仿真。仿真结果表明实现了微热板的独立控温和信号的采集,验证了该方案的可行性和正确性。

根据高通量微液电处理及光检测共形生化检测芯片研究项目及有关需求,设计并实现了具有128通道输出的驱动电路,达到了各个通道单独控制的目的。根据项目要求,电路由单一5v直流电源供电,128通道输出电压幅值为0~200v,频率为10~1000hz的方波,电压幅值和频率均可调节,并且电压精度为0.5v。驱动电路采用高度集成化设计,进而满足小型化要求。该电路的设计方案具有可行性,满足对光检测数字微流控芯片的驱动要求。经过实验证明,所设计完成的驱动电路可以实现对数字微流控芯片上液滴的控制。

高分子聚合物由于具有种类繁多、价格低廉、加工方法多种多样以及容易实现批量生产等优势,已越来越多地成为微芯片材料的首选[1];将生物分子固定于固相载体上,与底物发生异相生化反应,从而使得产物易与反应体系分离,并可多次重复使用,无污染且大大降低消耗等特点而备受关注[2].

美国首次利用玻璃微片实现光线弯曲

为了实现微液滴的可控制备和应用,设计和制作了一种集成有微气阀的双层微流控芯片,在该芯片上产生体积可控的水相微液滴,并对微液滴进行了操控.基于该平台研究了β-半乳糖苷酶(β-gal)的酶促反应,制备了含有β-gal及其底物乳糖rgp的微液滴并使之融合,在混合均匀后将其捕获,原位观察融合前后微液滴荧光强度的变化.并在底物溶液中加入酶抑制剂(dtpa),研究了dtpa对于酶活性的抑制作用.

近年来,聚二甲基硅氧烷[poly(dimethylsilloxane),pdms]基质微流控芯片因其透光性能好,价格便宜,加工容易,适合大规模生产,成为微全分析系统(micrototalanalysissystem,μ-tas)发展的一个热点[1].

构建了用于微流控细胞分析芯片的发光二极管(led)诱导透射式荧光检测微系统,以克服现有荧光检测系统体积大、能耗高,以及激发光光路、检测区域和荧光收集光路间光学耦合效率低等问题。该系统的激发光光路和荧光收集光路互成135°,led发出的激发光经透镜聚焦和激发光滤色片滤光后,经直径为200μm的小孔光阑限束,然后投射到微流控芯片通道末端的检测区域;产生的荧光及杂散光经加工后置于微流控芯片底部的发射光高通干涉滤色薄膜后,被光电倍增管收集。以hepg2肝癌细胞为测试样本对该荧光检测微系统的有效性进行了评测,结果显示:当led工作电流为200ma,pmt控制电压为3.5v时,可产生与背景噪声明显区分的峰值信号;用250s观测时间得到了8个平均峰高为0.7v的峰值信号,与荧光显微镜观察结果一致,实现了细胞的在线计数检测功能。提出的系统为新型微全细胞分析提供了一种新的技术途径。

近日出版的《自然·科学报告》杂志刊登了一项脑机接口研究的重要进展:美国科学家将可植入脑芯片中的电极材料薄膜铂用玻璃碳取代,成功让芯片传出的信号更强更清晰,且使用寿命也大大延长.

本科毕业设计（论文） 本科毕业设计(论文) 题目：无芯片rfid电子标签的设计 系别：电子信息系 专业：通信工程 班级： 学生： 学号： 指导教师： 2013年6月 本科毕业设计（论文） 无芯片rfid电子标签的设计 摘要 射频识别（rfid）是一种自动识别技术，具有体积小、容量大、寿命长、 可重复使用等特点，该技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内 物品的跟踪与信息共享。标签成本是rfid技术应用和发展的一大瓶颈。基于 这一背景，无芯片射频识别以其远距离、高速度和低成本等特点成为当前的热 点研究领域。随着技术的发展，射频识别技术应用领域日益扩大，并将成为未 来信息社会建设的一项基础技术。本文针对射频识别标签的应用需求，对无芯 片射频识别标签进行了研究。 首先，论述了rfid系统的技术原理，并对无芯片rfid标签的工作原理进 行了分