基于鞘液流聚焦及自充电液滴的颗粒分离芯片研究

发布时间：2020-12-08 13:15

　　微流控芯片是一种在微尺度通道对流体进行操控的技术,将生化实验室的基本功能汇聚到一块表面积仅为几平方厘米的芯片上,故又被称为“芯片上的实验室”。由于具有高度集成化、污染小、成本低廉等优点,微流控芯片被广泛应用于环境、生物、能源、国防、农业等多个领域。其中,液滴微流控技术是从微流体技术领域中开发出来的一个新分支,将分散的微液滴当作独立的微反应器。因为,微流控芯片所生成液滴具尺寸比较一致、操纵灵活及拥有优良的热能传递性,所以,它在药物筛选、微粒分离、高通量单细胞研究等诸多领域具有广泛的应用。海藻酸钠是一种水溶性材料,其具备很好的生物兼容性,因而常被用于生物实验,如药物的混合、细胞的固定。此外,鞘液流聚焦能够实现微颗粒或细胞整齐有序排列,可以避免液滴包裹多个微颗粒。基于此,本文会对不同条件下进行液滴生成及鞘液流聚焦实验,并以液滴微流控技术为基础,针对自充电海藻酸钠液滴在静电场中的运动过程进行分析后,设计一款基于鞘液流聚焦及自充电液滴的颗粒分离芯片及搭建相关系统,应用于筛选微颗粒,为生物样品如细胞、病毒等筛选提供技术支撑。本文主要工作如下:(1)加工具有微电极的微流控芯片并对其加工工艺进行优化:... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

海藻酸钠的分子结构

图 1-2 鞘液流聚现象[9]Fig.1-2Sheath fluid flow phenomenon1.5 液滴微流控应用液滴微流控芯片是一种基于微控流芯片的微液滴操纵技术，把微液滴作为微反应器，为生化实验提供反应平台。相较于传统的反应器，它具有这些优点：第一，微液滴的表面积或体积比较大，使其可以有效缩短热传递时间及分子扩散距离，让反应速度加快；第二，微流控芯片的生成液滴速度较快，因此非常适合应用于化学反应及细胞分选实验；第三，由于微流控芯片生成液滴过程比较稳定，这样使生成液滴尺寸比较一致，有利于对液滴内部反应进行定量分析；第四，液滴在微通道流动时有利于内部物质混合，又可通过调节流速控制反应或混合的速度；第五，当包裹试剂或样品的液滴生成时，液滴能防止样品与通道接触又保证试剂溶度不会发生明显变化。因此，液滴微流控芯片在微粒材料合成、蛋白质、生物分子封装等多个

广东工业大学硕士学位论文（1）掩模设计及制备考虑到本课题研制的微颗粒分选芯片是二维 PDMS 微流控芯片，所以采用AutoCAD(Autodesk Computer Aided Design)软件依据 1：1 比例绘制出芯片的构图，并通过填充涂层方式使微通道的区域为白色，其他区域为黑色。同时，绘制好的图形文件如图 2-2 所示，寄送给相关厂家制作菲林掩模，其加工效果如图 2-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]几何构型对流动聚焦生成微液滴的影响[J]. 刘赵淼,杨洋.  力学学报. 2016(04)
[2]海藻酸钠溶液粘度特性的研究[J]. 于子森,孔庆山,纪全,夏延致.  科技信息(科学教研). 2007(11)

博士论文
[1]流动聚焦液滴生成技术研究[D]. 严启凡.中国科学技术大学 2016
[2]基于液滴微流控的病毒颗粒检测与分选关键技术研究[D]. 陶冶.哈尔滨工业大学 2016

硕士论文
[1]电场作用下分散相液滴行为规律研究[D]. 梁猛.北京化工大学 2014



本文编号：2905146