彈性微閥組性能及其應(yīng)用的研究.pdf

1、一體化微閥組可以作為一種非常有效的工具用于藥物傳輸和高吞吐量篩分。本文提出了一種低成本，易操作pH值響應(yīng)微閥組。為了證明其可行性，本文設(shè)計(jì)并制作出二組微閥組、四組微閥組、八組微閥組，并對其性能進(jìn)行測試。在證明其可行性后，作為微閥組的應(yīng)用之一，我們設(shè)計(jì)并制作出連接細(xì)胞培育室的十五組微閥組。整個(gè)過程分為以下幾個(gè)部分：模板的設(shè)計(jì)與制作、多組微閥組裝置的制作和多組微閥組裝置的性能測試。 本文采用in-situ光聚合的方法制作微閥組，其主

2、體結(jié)構(gòu)為聚二甲基硅氧烷(PDMS)，pH響應(yīng)微球體作為激勵(lì)元件。微閥組由厚度為8 mm的PDMS為基層，3層?。篜DMS層(“洞層”—hole-layer，“隔膜層”—membrane-layer和“頂層”—upper-layer)依次疊加而成，手工將微球體植入“頂層”的微球體固定柱(entrappost)，并蓋上蓋片。單個(gè)微閥的間距為700μm，微閥的開關(guān)由流過其的pH緩沖溶液控制。 制作好的微閥組通過一系列不同的實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行

3、測試，結(jié)果操作簡單方便，運(yùn)行良好。閥門開啟和關(guān)閉的時(shí)間分別為50 s和45 s，當(dāng)入口壓力為5 kPa時(shí)，檢測溶液的流速約為0.26ml/min，且流速會隨著溶液高度的改變而有所不同。檢測溶液的線性流動(dòng)在裝置內(nèi)的流速范圍比較廣，且其入口壓力可由2 kPa到30kPa。以PDMS為主體結(jié)構(gòu)的pH激勵(lì)微閥組簡單且其性能適合于可隨意使用的芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)，而且該裝置在控制過程中可以不需要任何的電子或機(jī)械元件等外圍設(shè)備。