用于农药残留检测的声表面波驱动微流控技术

发布时间：2020-10-19 16:08

　　 微流控系统也被称为“芯片实验室”,具有样品消耗量低、反应时间短、严格操控及便携性等优势。随着微流控技术的进一步发展,研究者们把农药残留的检测也放在微流芯片中进行。对农药残留检测是关系到人民生命安全、社会稳定的重要工作,也属于安全工程专业研究的实际范畴。微流控芯片可将样品预处理、目标物分选以及检测等多个功能集成到一块芯片上,以流体和阵列多通道的形式缩短分析时间,为农药残留检测提供高效的技术平台。传统流体驱动方式一般有电磁式驱动,压电式驱动,气压式驱动。电磁式与压电式驱动往往需采用阀与泵结合诱导流体朝一个方向流动,利用矩形或圆形膜片的周期性振动来输送液体。这种方法在密封和空间利用方面是不利的,且流道内的内流动面积小,增加阀泵结构的结构难度大,加工成本高;气压式驱动方法需要安装改变流道内液压的的外部装置,不利于微流控芯片的微型化与集成化。以现有微流道材料为参照,根据特氟龙材料耐腐蚀,润滑性好的特点,提出了带局部加热功能的X射线加工特氟龙微流道的新方法,并制备了侧面和底面较光滑的特氟龙微流道。在传统的声表面波驱动器中,声表面波的激励是双向的,驱动效率低。为产生左右不对称的声表面波驱动力,实现对声表面波的单向驱动,基于微细加工技术,设计,制备并测试了浮栅型单向声表面波驱动器,将声表面波驱动器与特氟龙微流道集成,以特氟龙微流道为基体,声表面波驱动器依附于微流道表面,利用叉指换能件产生声表面波直接驱动液体,使液体产生单一方向移动,流道内没有内部构件,没有阀与泵的结构,使流道内无死体积,避免了在反复农药检测中出现液体污染,保证了检测的精确。
【学位单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN492
【部分图文】：

基于声表面波微流控芯片具有制作简单体迅速等优势[19-22]，声表面波技术被逐渐引入微流微流控领域的研究已有诸多基于声表面波技术的成[23]利用 13MHz 声表面波在微流体内的声流效应研特性研究；德国学者 K.Lange 等[24]使用了一种新方室集成在一个微流体聚合芯片上；英国学者 J.Reb进行微流体操作，对医学诊断的发展做出了贡献。蓬勃发展的趋势，如北京大学工学院的赵亮[26]等提，在生物大分子分析、细胞生物学、生物医学诊断韩韬[27]等在基于声表面波的微液滴驱动及无线声波大突破；武汉大学 Q.Zeng 等[28]使用聚焦声表面波各部件集成于同一芯片上，并通过实验和数值仿真体混合更加有效。流控作为关键词，分析 Web of Science 数据库近 20面波微流控技术的发展趋势[29]。

图 1.2 1μL 水与 1μL 红墨水混合过程截图11 年，武汉大学的郑利等[37]采用 2μm 的聚苯乙烯（Polystyrene，PS）球和察声表面波驱动的微流体混合现象。通过对含有 PS 球的液滴置于聚焦换能通电信号对实验现象进行观察。所用电信号的电压为 10 V，频率 19.2 MHz先通上电信号观察，经过一定时间后将电信号切断，用 CCD 对实验结果进通电信号时，PS 球与去离子水因为互不相溶，PS 球聚成一团。通电信号之到聚焦叉指电极的聚焦作用，随水滴旋转，时间越久旋转越激烈，在去离性越好。当此法用于两种液体混合时，可于短时间内达到均匀的混合效果。

图 1.2 1μL 水与 1μL 红墨水混合过程截图大学的郑利等[37]采用 2μm 的聚苯乙烯（Polystyrene，驱动的微流体混合现象。通过对含有 PS 球的液滴置实验现象进行观察。所用电信号的电压为 10 V，频率号观察，经过一定时间后将电信号切断，用 CCD 对，PS 球与去离子水因为互不相溶，PS 球聚成一团。电极的聚焦作用，随水滴旋转，时间越久旋转越激烈此法用于两种液体混合时，可于短时间内达到均匀的
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本文编号：2847426