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CD-like全血分析芯片内压缩空气的定量泵送

发布时间:2018-05-29 09:58

  本文选题:压缩空气泵 + 离心式微流控芯片 ; 参考:《光学精密工程》2014年10期


【摘要】:为了克服离心式微流控芯片上血清提取对虹吸管亲水性的依赖,保证离心式微流控芯片功能的稳定性和可靠性,在芯片上设计了连接于血液分离腔的压缩空气腔,实现了高转速下血液的分离。基于压缩空气的辅助作用,并通过转速降低导致压缩空气腔内所储存气体压强的释放对血清的泵送作用,实现了离心式微流控芯片上血清的定量提取。基于等温气体的热力学平衡理论,分析了压缩空气腔压缩体积和虹吸管内液面位置与电机转速之间的关系,给出了基于压缩空气辅助作用的离心式血清提取结构的设计规律。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材,采用CO2激光加工工艺,制作了离心式血清提取芯片,并测试了不同转速下被压缩气体的体积和血清液面在虹吸管中的位置。实验结果表明:转速为4000r/min时,空气的被压缩量为8.7μL,虹吸管能有效抑制全血溢出以防止全血进入血清提取腔;当转速降为1000r/min时,压缩气体所储存压强得到释放,克服了离心力,并驱动血清流过虹吸管最高点,进而实现血清的定量提取。
[Abstract]:In order to overcome the dependence of serum extraction from centrifugal microfluidic chip on the hydrophilicity of siphon and to ensure the stability and reliability of the function of the centrifugal microfluidic chip, a compressed air chamber connected to the blood separation chamber was designed on the chip. The separation of blood was realized at high speed. Based on the auxiliary action of compressed air and the pumping effect of the pressure released from the stored gas in the compressed air chamber by reducing the rotational speed, the quantitative extraction of serum from the centrifugal microfluidic chip was realized. Based on the thermodynamic equilibrium theory of isothermal gas, the relationship between compressed air chamber volume and the position of liquid level in siphon and motor speed is analyzed, and the design rule of centrifugal serum extraction structure based on compressed air auxiliary action is given. Using polymethyl methacrylate (PMMA) as substrate, a centrifugal serum extraction chip was fabricated by using CO2 laser processing technology. The volume of compressed gas and the position of serum liquid level in siphon were measured at different rotational speeds. The experimental results show that when the speed is 4000r/min, the compressed amount of air is 8.7 渭 L, the siphon can effectively suppress the whole blood overflow to prevent the whole blood from entering the serum extraction chamber, and when the rotational speed is reduced to 1000r/min, the pressure stored in the compressed gas is released and the centrifugal force is overcome. And drive the serum flow through the highest point of siphon, and then achieve the quantitative extraction of serum.
【作者单位】: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;
【基金】:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2012AA040503) 国家自然科学基金资助项目(No.5120538)
【分类号】:R197.39;TQ028

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:1950451

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