微沟道的形状误差对样品分离效果的影响

摘要

微流控芯片的研究是一个跨学科的新领域,是新世纪分析科学、微机电加工、生命科学、化学合成、分析仪器及环境科学等许多领域的重要发展前沿.它是以微管道为网络,连接微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等具有光、电和流体输送功能的元器件,最大限度地把采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等分析功能集成为一体的微全分析系统.在微流控芯片的制作和使用中发现,微沟道表面总不可避免地存在一定程度的形状误差及缺陷,造成样品的浓度区带展宽,极大地影响电泳芯片的片内和片间分离重复性和样品检测精度.然而,前人的研究都是针对理想结构对电泳分离过程的影响,目前还没有人系统地研究制造过程中引入的微通道形状误差等因素对电泳分离的影响.本文对

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1绪论

1.1微流控芯片简介

1.2芯片几何参数对样品运动和分离影响的研究

1.2.1沟道质量问题(几何参数)的分类

1.2.2影响沟道质量的工艺过程

1.2.3不等截面直管道(Straight but Non-uniform)

1.2.4等截面折弯管道(Uniform but non-straight)

1.3微沟道壁面形状误差的研究现状

1.4本论文的主要工作和目标

2基本输运理论

2.1电泳的基本原理

2.2电渗现象和电渗流

2.3输运模型及数值模拟计算

2.3.1输运模型的建立

2.3.2数值模拟计算举例

2.4本章小结

3模拟仿真计算

3.1模拟软件的求解过程

3.1.1建模与网格划分

3.1.2物性参数设置

3.1.3施加边界条件

3.1.4求解

3.1.5后处理

3.2计算结果与讨论

3.2.1收缩型形状误差对区带增宽的影响

3.2.2扩张型形状误差对区带增宽的影响

3.2.3结果讨论与分析

3.3本章小结

4玻璃芯片的制作及实验验证

4.1玻璃芯片的制作

4.1.1掩模板设计

4.1.2芯片制作工艺流程

4.1.3样品和仪器的准备

4.2实验验证

4.2.1实验目的

4.2.2实验过程

4.2.3实验结果处理

4.2.4实验结果与模拟计算的比较分析

4.3本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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