新型單平面數(shù)字微流芯片及其在芯片實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用研究.pdf

1、基于微流芯片技術(shù)的微型“芯片上的實(shí)驗(yàn)室”(Lab-on-Chip, LOC)在生物、化學(xué)、制藥和臨床檢測(cè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用前景和價(jià)值。近年來，基于離散液滴操控的“介質(zhì)上的電潤濕”(Electro-wetting-on-Dielectric，EWOD)數(shù)字微流芯片技術(shù)，以其樣品消耗量少、節(jié)約反應(yīng)試劑、無死角殘留污染，且對(duì)液體的操控手段豐富、運(yùn)動(dòng)靈活多變、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化便攜系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，成為L(zhǎng)OC及其應(yīng)用的研究熱點(diǎn)之一。其中，單平面EWO

2、D芯片技術(shù)克服了傳統(tǒng)三明治EWOD的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、液滴運(yùn)動(dòng)阻力大、進(jìn)液麻煩和難以集成的缺點(diǎn)，是具有產(chǎn)業(yè)化前景的集成生化LOC檢測(cè)系統(tǒng)的核心器件。
　　論文研究基于EWOD的新型單平面透明微流器件及其與光學(xué)檢測(cè)集成的LOC系統(tǒng)中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)了三種基于不同原理的單平面透明EWOD數(shù)字微流芯片結(jié)構(gòu);優(yōu)化了基于耦合接地原理的單極性單平面透明EWOD芯片的驅(qū)動(dòng)性能，降低了液滴驅(qū)動(dòng)電壓;結(jié)合化學(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)，建立了基于耦合接地原理的單極性單平面透

3、明EWOD芯片與光電探測(cè)器集成的生化LOC檢測(cè)系統(tǒng);實(shí)現(xiàn)了雙氧水和葡萄糖在LOC系統(tǒng)中的檢測(cè);開展了對(duì)LOC系統(tǒng)可靠性的研究，設(shè)計(jì)了片上集成的加熱器，實(shí)現(xiàn)了片上可恢復(fù)的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)芯片實(shí)驗(yàn)室。
　　論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于:
　　1.提出了一種基于耦合接地原理的單極性單平面透明數(shù)字微流器件。該器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液滴操控性能優(yōu)異。在24V低驅(qū)動(dòng)電壓下液滴運(yùn)動(dòng)速度達(dá)40mm/s。
　　2.提出了將單極性單平面透明EWOD器件與光