多功能微流控芯片測(cè)試與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建.pdf

1、微流控芯片技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種全新的分析技術(shù)，它是基于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MicroElectroMechanicalSystem，MEMS)技術(shù)在玻璃、硅片、有機(jī)聚合物等材料上制作出微通道、微反應(yīng)腔、微混合器、微泵微閥等多種微細(xì)結(jié)構(gòu)，把常規(guī)生物化學(xué)分析過(guò)程中樣品采集、處理、反應(yīng)和檢測(cè)等一系列不連續(xù)過(guò)程集成在一個(gè)芯片上完成，達(dá)到分析設(shè)備的微型化、集成化，從而實(shí)現(xiàn)“微全分析系統(tǒng)”(MicroTotalAnalysisSystems，μT

2、AS)，其具有分析速度快、污染小、并行處理等優(yōu)點(diǎn)，正逐步應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、法醫(yī)鑒定等領(lǐng)域。 微芯片是微全分析系統(tǒng)的核心部件，其性能極大影響著系統(tǒng)。目前針對(duì)微芯片性能的檢測(cè)方法、設(shè)備相對(duì)有限，還沒(méi)有一套較全面的微芯片性能測(cè)試與控制系統(tǒng)。為此，本論文根據(jù)微流控芯片的特點(diǎn)和功能要求，開(kāi)發(fā)了一套多功能微流控芯片測(cè)試與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微流體進(jìn)樣、遷移、分離等過(guò)程的精確自動(dòng)控制，具有溫度控制和微結(jié)構(gòu)形貌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等多種功能。

3、 1.根據(jù)微流控芯片的功能要求，基于C8051F020MCU設(shè)計(jì)了多功能控制板，實(shí)現(xiàn)了電泳模塊精確自動(dòng)控制、檢測(cè)靈敏度的智能調(diào)節(jié)、溫度的PID控制，關(guān)鍵技術(shù)申請(qǐng)了專利，具有創(chuàng)新性。 2.采用12位高精度A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，對(duì)信號(hào)進(jìn)行了硬件濾波與軟件濾波處理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)高精度快速自動(dòng)采集，并直觀圖形界面顯示。 3.完成了整個(gè)系統(tǒng)搭建及程序編寫(xiě)工作，并進(jìn)行了微流體控制、溫度控制及尿蛋白檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)，獲得了滿意的結(jié)果。 通過(guò)

4、本論文的實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜微流體控制、PID溫度調(diào)節(jié)、微結(jié)構(gòu)形貌實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能，可以根據(jù)要求對(duì)芯片進(jìn)行性能測(cè)試并獲得可靠直觀的數(shù)據(jù)，這對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)果的分析及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)均具有理論指導(dǎo)作用。但由于微流控芯片驅(qū)動(dòng)、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，要實(shí)現(xiàn)微流控芯片的真正全性能分析，系統(tǒng)還需進(jìn)一步的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化、功能多樣化發(fā)展是最終目標(biāo)。 當(dāng)前微流控芯片分析技術(shù)正飛速發(fā)展，芯片性能檢測(cè)就成了芯片發(fā)展必須走的一步。而此系統(tǒng)的出現(xiàn)正好滿足了