基于介电泳原理的微尺度颗粒行为分析及微传感器研究

发布时间:2021-07-04 08:14
  微流控芯片技术由分析化学发展而来,主要用于研究微纳米系统中颗粒的受力情况,对基础物理、分析化学、生命科学、生物医学科学领域的研究具有重要价值。在微流控芯片中,最重要的应用之一是分离微颗粒,尤其是生物颗粒的快速分离。介电泳技术(Dielectrophoresis,DEP)能够对各种尺寸的微粒进行操控,并和微加工系统高效集成,在药物筛选、疾病检测和治疗以及其他芯片上的实验室应用中具有巨大的富集和分离潜力。本文系统性地研究介电泳国内外应用,建立介电泳微量分析模型,通过有限元方法研究电场和介电泳力分布,建立基于发散型叉指微电极的高选择度介电泳操纵电场。通过对有机聚苯乙烯颗粒(Polystyrene,PS)、无机颗粒(Si O2)和半导体颗粒(Zn O)等材料特性不同的微颗粒受力分析,重点分析非生物微颗粒介电泳芯片操纵下的旋转及上浮等介电行为。在低频时,电渗流作用在微颗粒上导致其旋转;在中高频时,负介电泳力和重力相互制衡导致微颗粒上浮至受力平衡的位置。根据微颗粒的介电行为差异,利用介电泳力和电渗流旋转,首次成功分离有机颗粒(Polystyrene,PS)、无机颗粒(Si O2)和半导体颗粒(Zn... 

【文章来源】:西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:143 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

基于介电泳原理的微尺度颗粒行为分析及微传感器研究


001~2018年期间DEP出版物数量变化图

介电泳,应用情况,化学家


000~2017年期间介电泳应用情况图

示意图,介电泳,原理,示意图


强度有关[31]。图 1-3 给出这一原理示意图,当颗粒的极化程度大于,颗粒受正介电泳力(Positive DEP,pDEP)作用向电场强的区域移化程度小于介质时,颗粒受负介电泳力(Negative DEP,nDEP)作移动,这两种现象都依赖于 Clausius-Mossotti(CM)因子(K(ω)

【参考文献】:
期刊论文
[1]Continuous Separation of Multiple Size Microparticles using Alternating Current Dielectrophoresis in Microfluidic Device with Acupuncture Needle Electrodes[J]. TAO Ye,REN Yukun,YAN Hui,JIANG Hongyuan.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(02)
[2]食源性疾病监控技术的研究[J]. 刘秀梅.  中国食品卫生杂志. 2004(01)

硕士论文
[1]基于新型3D电极的介电泳微粒分离微流控芯片研究[D]. 贾延凯.哈尔滨工业大学 2014



本文编号:3264406

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