基于微波传感器的微流控设计方案改进研究

摘要

结合微流控通道制备传感器进行溶液检测可规划流体路径、减少样品使用量、避免环境干扰。提出了一种基于互补开口谐振环(Complementary Split Ring Resonators,CSRR)的微波传感器,结合微流控增强检测特性,用于乙醇浓度检测。设计了CSRR边界、金属间隙、金属区域和蛇形线微通道,研究它们对检测灵敏度的影响,通过测得的频移、幅值、相位等多种参数进行表征。通过优化微流控通道设计,将频移表征的灵敏度从0.03 MHz/%提高到0.225 MHz/%,其中蛇形线微通道可以聚集更强的电场进而极大地提高了微波传感器灵敏度。当使用幅值和相位来表征检测灵敏度时,金属间隙区域微流控表现出最高的灵敏度,分别为0.168 dB/%和0.402°/%。本研究为微波溶液浓度检测的微流控设计提供了重要参考。