弹性微阀组性能及其应用的研究

发布时间：2023-05-12 23:27

　　一体化微阀组可以作为一种非常有效的工具用于药物传输和高吞吐量筛分。本文提出了一种低成本,易操作pH值响应微阀组。为了证明其可行性,本文设计并制作出二组微阀组、四组微阀组、八组微阀组,并对其性能进行测试。在证明其可行性后,作为微阀组的应用之一,我们设计并制作出连接细胞培育室的十五组微阀组。整个过程分为以下几个部分:模板的设计与制作、多组微阀组装置的制作和多组微阀组装置的性能测试。 本文采用in-situ光聚合的方法制作微阀组,其主体结构为聚二甲基硅氧烷(PDMS),pH响应微球体作为激励元件。微阀组由厚度为8 mm的PDMS为基层,3层薄PDMS层(“洞层”—hole-layer,“隔膜层”—membrane-layer和“顶层”—upper-layer)依次叠加而成,手工将微球体植入“顶层”的微球体固定柱(entrap post),并盖上盖片。单个微阀的间距为700μm,微阀的开关由流过其的pH缓冲溶液控制。 制作好的微阀组通过一系列不同的实验对其进行测试,结果操作简单方便,运行良好。阀门开启和关闭的时间分别为50 s和45 s,当入口压力为5 kPa时,检测溶液的流速约为0.26ml...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究工作的背景及意义
        1.1.1 MEMS 及微制造技术的发展
        1.1.2 MEMS 及微制造技术产品的市场前景
        1.1.3 微型流体分析系统
    1.2 研究现状
        1.2.1 高性能新型制止阀
        1.2.2 静电驱动气体微阀
        1.2.3 电流变流体微阀
    1.3 研究方法
    1.4 主要研究内容
2 微阀组激励研究
    2.1 在微流体通道内水凝胶对流体的控制
    2.2 PH 响应微球体的制作
    2.3 PH 响应微球体的性质研究
3 基于 PDMS 微流体器件的制作工艺
    3.1 硅基微流体器件中的微电子基本工艺
        3.1.1 光刻及其相关工艺
        3.1.2 薄膜制备工艺
        3.1.3 MEMS 基本工艺
    3.2 PDMS 微小流路微加工技术的研究
        3.2.1 PDMS 材料的基本特性
        3.2.2 PDMS 材料及微流体通道的制作工艺
        3.2.3 PDMS 基本工艺
    3.3 衬板的制作工艺
        3.3.1 薄膜的制备
        3.3.2 正胶剥离
    3.4 密封
    3.5 小节
4 PH 响应微阀组的工作原理及制作
    4.1 相变微阀的相关研究报道综述
    4.2 弹性微阀组的设计与制作
        4.2.1 弹性微阀组的设计思想
        4.2.2 弹性微阀组的工作原理
        4.2.3 仪器与试剂
        4.2.4 PDMS 芯片的设计与制作
        4.2.5 芯片的封合
5 弹性微阀组的性能研究
    5.1 多组弹性微阀组系统的构建及其性能研究方法
    5.2 测试结果及讨论
6 结论
参考文献
作者简历



本文编号：3814843