濃度梯度是指一定的區(qū)域內溶質濃度以遞增或遞減的規(guī)律分布,這一概念在生物醫(yī)學及化學領域具有重要意義,尤其隨著蛋白質篩選、酶動力分析及細胞生物學研究的深入,不同濃度樣品的類比分析是實驗中的重要環(huán)節(jié)。目前不同濃度的樣品主要依靠傳統(tǒng)人工配制方法,費時費力,在機器人技術發(fā)展起來后,機器人操作可以對不同試劑進行組合,但是試劑配制用時較長、消耗量較大,梯度的精確度低。近年來,隨著微流控技術的發(fā)展,對于不同濃度的條件篩選實驗,通常在微流控芯片中進行。因此,本文對于傳統(tǒng)配制濃度梯度溶液方式繁瑣、梯度不精確等問題,基于液滴微流控技術,開發(fā)一種結構簡單,易于操作,可快速生成穩(wěn)定、精度高的濃度梯度芯片。首先,綜合闡述了國內外液滴生成技術及濃度梯度的研究現(xiàn)狀,通過理論與仿真分析的方式,深入探究微通道內流體流動和液滴形成機理,得到影響液滴生成過程的因素,并對共軸流通道中液滴的生成狀態(tài)進行綜合分析。之后基于共軸流法,建立W/O油包水型的液滴生成模型,模擬微通道中兩相流形成液滴的過程,仿真分析了與液滴生成大小相關的表面張力、粘性力及各相流速等因素,為后續(xù)實驗提供指導。其次,對微通道內流體混合與靜態(tài)濃度梯度生成進行了理...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 液滴生成技術研究現(xiàn)狀
        1.2.2 液滴濃度梯度研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內容
第2章 微通道內流體流動及液滴生成分析
    2.1 引言
    2.2 微通道內兩相流基本理論
        2.2.1 微流體力學相關參數(shù)
        2.2.2 微流體力學基本方程
    2.3 微通道內液滴生成機理
        2.3.1 液滴生成的因素
        2.3.2 液滴生成的狀態(tài)
    2.4 液滴生成與調控的仿真分析
        2.4.1 仿真方法與條件設置
        2.4.2 模型建立與液滴生成
        2.4.3 影響液滴生成參數(shù)的仿真分析
    2.5 本章小結
第3章 微通道內流體混合與靜態(tài)濃度梯度生成分析
    3.1 引言
    3.2 微通道內流體混合機理
        3.2.1 流體間對流擴散效應
        3.2.2 微通道內兩相流混合濃度
    3.3 液滴混合形成靜態(tài)梯度的仿真分析
        3.3.1 仿真方法與條件設置
        3.3.2 模型建立與液滴混合
        3.3.3 靜態(tài)濃度梯度的生成
    3.4 本章小結
第4章 濃度梯度液滴微流控芯片的設計與加工
    4.1 引言
    4.2 濃度梯度液滴微流控芯片的方案設計
        4.2.1 濃度梯度芯片的技術方案
        4.2.2 濃度梯度芯片的結構方案
    4.3 濃度梯度液滴微流控芯片的材料準備
        4.3.1 芯片加工所需器材
        4.3.2 玻璃毛細管的制備
    4.4 濃度梯度液滴微流控芯片的加工
        4.4.1 芯片加工的關鍵問題
        4.4.2 芯片加工的過程
        4.4.3 加工后的微流控芯片
    4.5 本章小結
第5章 微流控芯片生成濃度梯度液滴的實驗研究
    5.1 引言
    5.2 單乳液滴實驗系統(tǒng)搭建及材料準備
        5.2.1 單乳液滴實驗所需儀器與材料
        5.2.2 單乳液滴實驗系統(tǒng)的搭建
    5.3 單乳液滴的生成
        5.3.1 各相流體的配制
        5.3.2 單乳液滴生成過程
        5.3.3 實驗注意事項
    5.4 單乳液滴尺寸的實驗研究
        5.4.1 外相流速對單乳液滴尺寸的影響
        5.4.2 內相流速對單乳液滴尺寸的影響
    5.5 濃度梯度液滴的生成
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3852091