生物芯片實驗室的磁控和溫控系統(tǒng)的研究.pdf

1、伴隨著生物學(xué)、分析化學(xué)、電子學(xué)、計算機技術(shù)的快速發(fā)展，新一代分析技術(shù)向著更加微型化、集成化、自動化、便攜化的方向發(fā)展。微全分析系統(tǒng)正是以微型化、集成化、自動化為核心，以生化分析過程的片上集成為目標(biāo)，將生物和化學(xué)實驗室的基本功能微縮到一個幾平方厘米大小的芯片上。微流控芯片實驗室作為一種新的高度微型化的生化分析平臺，通過微細(xì)加工技術(shù)在微流控芯片上構(gòu)建各種微功能單元，組成微流路系統(tǒng)。通過在芯片上進(jìn)行一種或連續(xù)多種的反應(yīng)，實現(xiàn)樣品高通量、高效率

2、、低消耗、低污染的分析檢測。微流控芯片實驗室已被廣泛的應(yīng)用在生命科學(xué)、醫(yī)藥、化學(xué)和制藥領(lǐng)域中。本文基于對磁珠微流控分析系統(tǒng)的研究，課題內(nèi)容包括微流控芯片的設(shè)計加工，微流體的驅(qū)動與控制，通過對納米磁珠操控方法的選擇，實現(xiàn)了納米磁珠的片上操縱，并搭建了微流控芯片溫度控制系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括： ⑴總結(jié)了磁珠技術(shù)及其在微流控芯片技術(shù)中的應(yīng)用。概括了目前磁珠微流控系統(tǒng)的研究進(jìn)展，提出本論文的研究方案和思路。 ⑵利用納米超順磁

3、珠作為抗體、抗原的固相載體。本課題分別采用了永磁、軟磁、電磁三種方法對納米磁珠進(jìn)行操縱，通過在微流控芯片中構(gòu)建磁場來實現(xiàn)納米超順磁珠的片上移動、定位、分離和富集等操縱。磁場通過對磁珠的操縱實現(xiàn)對片上反應(yīng)的控制，納米磁珠粒徑分別為15nm，300nm and2．8μm。 ⑶采用熱電半導(dǎo)體和薄膜溫度傳感器搭建了芯片溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)了芯片內(nèi)的等溫控制和PCR溫度循環(huán)控制，搭建的芯片溫控系統(tǒng)能夠進(jìn)行片內(nèi)實時精確控溫。 ⑷利用搭