微流控芯片安培檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、微流控芯片(Microfluidic Chip)是把分析化學(xué)和生物檢測(cè)等領(lǐng)域中所涉及的進(jìn)樣、驅(qū)動(dòng)、分離、檢測(cè)等操作模塊集成到一塊微小體積的芯片上，用以取代實(shí)驗(yàn)室中復(fù)雜的生化分析檢測(cè)系統(tǒng)。微流控芯片與安培檢測(cè)技術(shù)聯(lián)用,不但繼承了安培檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)靈敏度高、選擇性好,成本低廉的優(yōu)勢(shì)還充分利用了微流控芯片在微型化和集成化方面的優(yōu)勢(shì),是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。然而目前對(duì)于微流控安培檢芯片的研究多集中在電極制備、溝道制作和芯片鍵合等MEMS加工工藝方面

2、,而對(duì)于檢測(cè)電極電化學(xué)反應(yīng)、微溝道內(nèi)溶液流速、檢測(cè)池阻抗等因素對(duì)芯片性能影響的研究相對(duì)滯后。
　　針對(duì)上述因素對(duì)微流控芯片驅(qū)動(dòng)分離效果及安培檢測(cè)結(jié)果的作用,本文以微流控安培檢測(cè)芯片原理為基礎(chǔ),首先研究了安培檢測(cè)電極表面電化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),分析了決定檢測(cè)結(jié)果的電極變量,給出了檢測(cè)池等效阻抗模型;研究了微溝道內(nèi)電滲流性質(zhì),推導(dǎo)了電滲流速方程;研究了熱壓鍵合過程中,鍵合溫度及壓力對(duì)PMMA基材芯片微溝道形變量的影響,得到了溫度和壓力變化示

3、意圖;研究了安培檢測(cè)電路的基本原理,總結(jié)了恒電勢(shì)電路的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,并結(jié)合檢測(cè)池阻抗模型給出了恒電位電路的通用形式。
　　以上述微流控安培檢測(cè)芯片的關(guān)鍵技術(shù)為指導(dǎo),制作了微流控安培檢測(cè)系統(tǒng)。采用自制的熱壓劃刻機(jī)在PMMA基底材料上制作了微米級(jí)分離溝道,對(duì)溝道壁面進(jìn)行了改性修飾,修飾后的微溝道內(nèi)Na2B4O7緩沖液流速增加約4.4倍;使用磁控濺射和光刻法在PMMA蓋板上制作了厚度為100nm的Ti-Au工作電極和輔助電極;使用熱壓鍵合實(shí)