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溶剂键合法制作聚碳酸酯微流控分析芯片的研究

发布时间:2018-02-25 20:15

  本文关键词: 微流控芯片 溶剂键合 聚碳酸酯 室温 乙腈 出处:《东北大学》2011年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:微流控芯片的制作是微流控分析技术的重要组成部分。本文分析了国内外微流控芯片技术的研究现状,介绍了微流控芯片的结构及特点,芯片材料的选取,芯片微结构的加工方法和芯片的键合方法。 微流控芯片的应用是当今微流控研究中的薄弱环节,但随着微流控芯片制作及表面改性技术的发展,以及后基因组时代对基因结构和功能分析的需要,使得微流控芯片在生命分析中的应用成为今后研究的重点和方向。热塑性聚合物芯片制作成本低,具有良好的生物适应性,已为人们所关注。 本文采用热塑性聚合物聚碳酸酯(PC)为芯片材料,分别利用单晶硅阳模,镍基阳模和金属丝采用热压法制作芯片微通道结构,考察了温度、压力和时间等一系列因素对微通道结构复制的影响,并优化得到了最优的条件。然后,通过扫描电镜(SEM)和CCD对所得的微通道结构进行了一系列的形貌结构表征。最后,在该PC芯片毛细管电泳检测Cy5红敏荧光染料。 本研究建立在乙腈能与PC材料作用的基础上,通过溶剂键合法,在室温下制作聚碳酸酯微流控分析芯片。考察了作用的时间、静置时间、封合压力、加压时间等一系列因素对封合过程的影响。通过SEM和CCD对封合后的芯片进行了形貌表征。并对芯片的封合前后的微通道尺寸进行了比较。在常温下封合聚碳酸酯芯片,微通道的上底宽改变值为3.2μm,下底宽的改变值为13.9μm,深度的改变值5.3μm,表明变形性较小。芯片的上底宽度值、下底宽度值和深度值的RSD值分别为9.8%、4.1%和6.9%,表明在常温下封合聚碳酸酯芯片的重现性较好。进行了芯片的键合强度测试,拉应力的平均抗拉强度为0.95MPa。表明本文建立的室温溶剂键合法制作的聚碳酸酯微流控分析芯片具有较高的封合强度。PC芯片毛细管电泳检测Cy5红敏荧光染料,测定Cy5保留时间的RSD为3.7%(n=9),峰高的RSD为3.5%(n=9),理论塔板数为1.0×105/m,表明溶剂键合法制作的PC微流控芯片可应用于芯片电泳分离,且电泳分离系统具有较强的稳定性和较好的分离效能。
[Abstract]:The fabrication of microfluidic chips is an important part of microfluidic analysis technology. This paper analyzes the research status of microfluidic chips at home and abroad, introduces the structure and characteristics of microfluidic chips and the selection of chip materials. The fabrication method of chip microstructure and the bonding method of chip. The application of microfluidic chips is a weak link in the research of microfluidic, but with the development of microfluidic chip fabrication and surface modification technology, and the need of gene structure and function analysis in the post-genome era, The application of microfluidic chips in life analysis has become the focus and direction of future research. Thermoplastic polymer chips with low cost and good biological adaptability have been paid attention to. In this paper, thermoplastic polymer polycarbonate (PCC) was used as the chip material. The microchannel structure of the chip was fabricated by hot-pressing method using single crystal silicon positive mode, nickel base positive mold and wire, respectively, and the temperature was investigated. A series of factors, such as pressure and time, affect the replication of microchannel structures, and the optimal conditions are obtained. Then, a series of morphologies and structures of the microchannel structures are characterized by scanning electron microscopy (SEM) and CCD. Cy5 red sensitive fluorescent dyes were detected by capillary electrophoresis on PC chip. Based on the interaction of acetonitrile with PC, a polycarbonate microfluidic analysis chip was fabricated by solvent bond method at room temperature. The reaction time, static time and sealing pressure were investigated. SEM and CCD were used to characterize the morphology of the sealed chip. The microchannel size before and after sealing was compared. The polycarbonate chip was sealed at room temperature. The change of bottom width, bottom width and depth of microchannel are 3.2 渭 m, 13.9 渭 m and 5.3 渭 m, respectively. The RSD values of bottom width value and depth value are 9. 8% and 6. 9%, respectively, indicating that the reappearance of sealed polycarbonate chip at room temperature is better. The bonding strength of the chip is tested. The average tensile strength of the tensile stress is 0.95MPa. The results show that the polycarbonate microfluidic analysis chip made by the room temperature solvent bond method has higher sealing strength. The PC chip can be used to detect Cy5 red-sensitive fluorescent dyes by capillary electrophoresis. The RSD of determining the retention time of Cy5 is 3.7%, the RSD of peak height is 3.5%, and the number of theoretical trays is 1.0 脳 10 5 / m. The results show that the PC microfluidic chip made by solvent bond method can be used for chip electrophoresis separation, and the electrophoretic separation system has strong stability and good separation efficiency.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN492;TQ323.4

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本文编号:1535005

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