基于LTCC技术的无线微流控传感器研究

发布时间：2021-01-02 20:56

　　微流控是一种在微米尺度上操控流体的技术,自问世以来就受到了学术界和工业界的持续关注。目前现有的微流控器件和系统大多基于光学检测和电化学检测原理,检测复杂性和高成本限制了其大规模应用。无线微流控传感器无需引线连接和荧光标记,能够实现非侵入式检测,并可方便快捷地获取检测结果,是当前微流控研究领域的前沿热点之一。电感电容（Inductor-Capacitor,LC）电磁谐振式无线传感器具有灵活性高、工艺简单、成本低等优点而成为研究最广泛的无线传感器之一。另一方面,低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics,LTCC）易于构建复杂三维微通道结构,并可实现微通道与电子线路和元器件的一体化集成,同时,在高温和腐蚀等极端条件的应用中也具有无可比拟的优势,因此,LTCC有望成为一种新型的无线微流控传感器技术途径。在上述研究背景下,本论文创新性地提出采用LTCC技术制备LC谐振天线和微通道一体化集成的无线微流控传感器,研究了其对不同液体介质的响应特性,阐明了传感器对液体的无线敏感机理,为LTCC无线微流控传感器在液体无线检测的实际应用中打下重要的科学和技术基础。论文... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微流控技术简介
        1.2.1 微流控技术
        1.2.2 微流控技术的应用领域
        1.2.3 微流控器件所用的基体材料
    1.3 LC无线传感器用于液体检测的研究进展
        1.3.1 LC无线传感器用于血液的检测
        1.3.2 LC无线传感器用于外分泌液的检测
        1.3.3 LC无线传感器用于液体的化学检测
    1.4 LTCC技术简介
        1.4.1 LTCC技术概述
        1.4.2 LTCC在微流控器件的研究进展
    1.5 立题依据与研究内容
第2章 LTCC无线微流控传感器设计与制备
    2.1 LC无线微流控传感器的设计
        2.1.1 LC无线传感器的工作原理
        2.1.2 微通道与LC谐振天线的集成结构设计
        2.1.3 平板电容中间填充液体的等效电路模型
        2.1.4 两相混合介质的有效介电常数计算
        2.1.5 设计结构参数初值
        2.1.6 有限元仿真和谐振频率的理论计算
    2.2 LC无线微流控传感器的制备
        2.2.1 LTCC工艺概述
        2.2.2 LTCC微通道结构构建
    2.3 本章小结
第3章 LTCC无线微流控传感器用于液体检测的研究
    3.1 引言
    3.2实验
        3.2.1 实验原料和实验仪器
        3.2.2 无线微流控传感器测试平台
        3.2.3 无线微流控传感器测试条件的建立
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 传感器用于非离子性液体检测的研究
        3.3.2 传感器用于盐溶液检测的研究
        3.3.3 传感器用于葡萄糖盐溶液检测的研究
    3.4 本章小结
第4章 硼硅酸盐微晶玻璃系LTCC材料的生物兼容性研究
    4.1 引言
    4.2实验
        4.2.1 实验原料和实验仪器
        4.2.2样品制备和生物实验
        4.2.3 表征测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 LTCC材料成分和介电性能分析
        4.3.2 LTCC材料浸泡稳定性和体外细胞毒性
    4.4 本章小结
第5章 全文总结和展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历
攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：2953628