基于紫外光固化的微通道改性及相关实验研究

发布时间：2017-09-26 03:40

  本文关键词：基于紫外光固化的微通道改性及相关实验研究

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【摘要】：微流控芯片具有微型化结构和高比表面积,其表面物理化学性质在微流控分析中占有着重要的地位。在微米尺度下,微流控芯片内微流体地连续流动受微通道内壁的表面效应影响很大,微通道的内壁形状和尺寸、表面粗糙度、亲水性等物理量是影响微流体在芯片内流动的重要因素,从而对微流控芯片中的PCR扩增效果也会产生影响。为使微流控芯片性能稳定,提升微通道内壁表面的物理化学性质,微通道表面改性技术成为微流控领域中的一个研究热点。本文经过对国内外大量文献的调研,针对微流控芯片领域内微通道改性问题基础之上展开了本论文的研究,以微流控芯片中微通道的内壁改性为研究中心,同时涉及到改性以后在应用中的一些关键实验技术,结合实验室的现有条件具体做了如下工作:(1)对微流控领域内的微流控芯片及其改性研究进行了大量文献调研,引出了论文的研究内容,对课题背后相关的关键技术原理进行了简单叙述,并对国内外研究现状进行了归纳概括,同时对现有研究的优缺点进行了评述。(2)采用一种新的紫外光固化的方法改性微流控芯片,即基于气吹方式通过紫外固化光学胶NOA68改性流控芯片,为体现此种改性方式具有一致连贯性的优势,文中对双层微流控芯片中微通道内壁进行了改性实验,通过比对改性前与改性后微通道内壁的粗糙度、接触角,改性取得了良好的效果;通过PCR对比实验,改性后的微流控芯片其PCR扩增效率得到提高。(3)在对改性后的微流控芯片进行实验时,为确保PCR实验的顺利进行,本文同时对一些后续关键实验技术进行了研究与设计。设计并制作了用于微流控芯片连续进样的装置;温度调控方面通过仿真模拟设计出表面温度分布均匀性较好的薄膜加热片,结合硬件电路及软件程序的设计,最终使温度在目标值上下浮动0.9℃。(4)研制了适合单样品检测的终点荧光检测器,这种简单的检测仪器具有一定局限性,在文中最后针对论文中所用的双层微流控芯片的特殊结构,设计了一种具有自主知识产权的可以实时检测其荧光信号的检测装置。
【关键词】：微流控芯片 微通道改性 紫外光固化 荧光检测 NOA68
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN23;TN492
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 本论文的研究背景9-10
• 1.2 本论文的技术背景10-13
• 1.2.1 聚合酶链式反应（PCR）10-11
• 1.2.2 PCR微流控芯片11-13
• 1.2.3 微流控芯片的表面改性技术13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.3.1 PCR微流控芯片的研究现状13-14
• 1.3.2 微流控芯片表面改性的研究现状14-15
• 1.4 本论文的研究内容及论文结构15-17
• 第2章 基于紫外光固化的微通道改性研究17-29
• 2.1 紫外光固化胶17-18
• 2.2 双层微流控芯片18-20
• 2.3 毛细铜管微通道内壁紫外光固化改性实验20-24
• 2.3.1 毛细铜管内壁薄膜制备20-21
• 2.3.2 荧光扩增效果比对实验21-22
• 2.3.3 起点与终点PCR荧光信号检测22-24
• 2.4 紫外光固化改性实验结果与讨论24-27
• 2.4.1 毛细铜管内壁改性结果与分析24-26
• 2.4.2 PCR扩增效率比对结果与分析26-27
• 2.5 本章小结27-29
• 第3章 紫外光固化微通道改性相关实验研究29-55
• 3.1 微通道的温度控制设计29-45
• 3.1.1 温度传感器的选型29-33
• 3.1.2 加热片的设计与效果仿真33-37
• 3.1.3 温度控制硬件电路设计37-40
• 3.1.4 温度控制的软件设计40-43
• 3.1.5 PID算法参数调整及温度调控效果43-45
• 3.2 微通道进样装置设计45-52
• 3.2.1 进样装置的硬件原理与设计45-50
• 3.2.2 进样装置的软件设计50-52
• 3.3 双层微流控芯片实时荧光检测52-53
• 3.4 本章小结53-55
• 结论55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间获得的研究成果61-63
• 致谢63

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本文编号：921305