基于液滴操控的數(shù)字微流控技術(shù),由于其精準度高、樣品消耗量小、反應(yīng)迅速、可控性好、高通量等特點,已逐漸在化學反應(yīng)、生物醫(yī)學、單細胞分析、藥物合成等方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的基于微流體管道的液滴操控技術(shù)主要是通過微管道結(jié)構(gòu)的幾何限制結(jié)合微泵和微閥結(jié)構(gòu)的控制作用,來實現(xiàn)微液滴的操控。然而,該技術(shù)一方面需要通過昂貴的微加工工藝實現(xiàn)復雜微泵、微閥結(jié)構(gòu)的集成,制作成本較高;另一方面,由于管道尺寸的限制,所能操控液滴的尺寸范圍存在較大局限性,越來越不能滿足復雜體系下多元分析的需求。相對于傳統(tǒng)的基于微流體管道的數(shù)字微流控技術(shù),開放式液滴操控技術(shù)主要是利用超疏液表面的潤濕性和粘附性,依靠自身重力或者外部激勵(電場、磁場、聲場等)來實現(xiàn)液滴的操控,完成微量、快速、高效的生化反應(yīng)。其中,液滴磁操控技術(shù)因其具有制備簡單、操作靈活、響應(yīng)時間短、生物相容性好且兼容磁分離技術(shù)等特點,近年來引起了國內(nèi)外科研工作者濃厚的興趣。因此,對開放式液滴磁操控技術(shù)的研究具有十分重要的學術(shù)意義和廣泛的工程應(yīng)用前景。目前開放式液滴磁操控技術(shù)的研究主要集中在磁場驅(qū)動方式和新型超疏液表面制備兩個方面。在磁場驅(qū)動方式上,主要采用永磁體或... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

基于表面能量陷阱的液滴磁操控平臺示意圖[81]Fig.1.1Schematicdiagramofthesurfaceenergytraps(SETs)-basedmagneticallyactuateddropletmanipulationplatform[81]

)，完成的是純液滴的操控。如圖1.2所示，2014年，美國麻省理工學院(Massachusetts Institute ofTechnology, USA)的科學家Kripa K. Varanasi等利用磁流體的潤滑性和磁性，通過毛細作用力將磁流體鎖住在微納結(jié)構(gòu)中，構(gòu)筑了基于油基磁流體的超滑表面，在永磁體驅(qū)動下，完成了液滴的操控[89]。該表面不僅可以在很小的磁場下實現(xiàn)液滴

磁顆粒的混合溶液澆筑到具有陣列墻結(jié)構(gòu)的鋼模型上得到，隨后在結(jié)構(gòu)上生長出氧化鋅納米線，使其超疏水化。通過磁場控制墻陣列的方向，達到操控液滴移動的目的，如圖1.3所示。在此研究基礎(chǔ)上，韓國國立首爾大學(Seoul NationalUniversity, Republic of Korea)的Jeong Hun Kim等人利用PDMS和磁顆�；旌先芤涸诖艌鲎饔孟伦越M裝成微柱陣列，制作出了可以操控液滴運動的磁性超疏水薄膜，避免了微納加工工藝，降低了成本[111]。液滴操控原理與前面提到的磁性超疏水墻陣列結(jié)構(gòu)驅(qū)動原理類似，也是通過施加磁場控制微柱的方向，驅(qū)動液滴運動。與前面需要構(gòu)造超疏水表面不同的是，2016年美國利哈伊大學(Lehigh University,USA)的Manoj K. Chaudhury等人在PDMS彈性薄膜上加載一層油膜，替代超疏水層，使得液滴與表面不浸潤[112]。在磁場的作用下

【參考文獻】：
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本文編號：2923703