本文關(guān)鍵詞：面向光制造的微流體芯片設(shè)計(jì)與控制方法

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【摘要】：微流控技術(shù)伴隨著微納米領(lǐng)域的深入研究而飛速發(fā)展,是微納米科技中最具前瞻性的領(lǐng)域之一。微流體芯片作為其中具有革命性的新技術(shù)載體,通過對物理、機(jī)械、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和微加工等多學(xué)科領(lǐng)域的交叉,實(shí)現(xiàn)將生化研究和醫(yī)藥領(lǐng)域的試樣從處理到檢測的集成化、智能化、微型化與便攜化,僅需微量樣品就實(shí)現(xiàn)快速、高效、精確的操控和檢測,具有檢測精度高、試劑用量低成本等優(yōu)點(diǎn)。微流體芯片對多學(xué)科多領(lǐng)域的發(fā)展具有巨大影響,成為可以連接相關(guān)領(lǐng)域的橋梁。微流體芯片的加工是微流控技術(shù)中基本。然而對于生物醫(yī)學(xué)和組織工程學(xué)領(lǐng)域,目前的微流體芯片加工技術(shù)還有一些不足,體現(xiàn)在在三維陣列結(jié)構(gòu)加工、加工成本以及復(fù)雜的加工工序等方面。數(shù)字微鏡器件,DMD(Digital micro-mirror device),是一種實(shí)現(xiàn)無掩模紫外光加工的重要設(shè)備。與此同時(shí)基于水凝膠的紫外光刻技術(shù)就己經(jīng)非常成熟,紫外光聚合反應(yīng)逐漸被應(yīng)用與微流體芯片制作當(dāng)中。作為最常用的一種水凝膠前體,聚乙二醇丙烯酸酯(PEGDA)因其具有較好的紫外聚合性和生物相容性而被廣泛應(yīng)用于生物和組織工程學(xué)領(lǐng)域。將光制造技術(shù)與傳統(tǒng)微流體芯片技術(shù)相結(jié)合,制作基于光制造的微流體芯片是我的研究目標(biāo)針對面向光制造的微流體芯片設(shè)計(jì)與控制方法研究中的若干關(guān)鍵問題開展研究工作,主要包括以下幾個(gè)方面:(1)面向光制造的微流體芯片主體設(shè)計(jì)與制作。通過工作臺式雕刻機(jī)的微流體芯片設(shè)計(jì)與制作方法。通過這種數(shù)控雕刻機(jī)制作PDMS微流體芯片主體。(2)有限元方法對單列微柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行流體動力學(xué)仿真分析。采用有限元方法仿真工具Comsol Multiphysics對微流體芯片中流場進(jìn)行仿真分析。(3)面向微結(jié)構(gòu)一體化制造的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺搭建。構(gòu)建包括上位機(jī)、激光圖形化設(shè)備、三維移動平臺、液流控制系統(tǒng)以及圖像采集系統(tǒng)這幾大部分紫外光固化微結(jié)構(gòu)一體化系統(tǒng),通過LabVIEW軟件編寫控制界面。
【關(guān)鍵詞】：微流體芯片 數(shù)字微鏡 LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN492
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 引言11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-23
• 1.2.1 微流體芯片技術(shù)11-18
• 1.2.2 基于光的微操作方法18-19
• 1.2.3 基于光的微加工制造方法19-23
• 1.3 本文的研究目標(biāo)與主要研究內(nèi)容23-24
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排24-26
• 第2章 面向光制造的微流體芯片主體的制作方法26-33
• 2.1 引言26
• 2.2 幾種微流體芯片的常見制作方法介紹26
• 2.3 氧等離子體處理技術(shù)26-28
• 2.4 面向光制造的微流體芯片主體的制作方法28-32
• 2.4.1 PMMA模版的設(shè)計(jì)與加工29-30
• 2.4.2 PDMS的加熱固化30-31
• 2.4.3 PDMS于玻璃鍵合封裝成微流體芯片31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 微流控芯片中微柱陣列流場仿真研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 有限元軟件Comsol Multiphysics介紹33-35
• 3.3 微流體芯片中流場的仿真原理35-37
• 3.4 微流控芯片中微柱陣列流場仿真37-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于DMD的紫外光固化研究43-47
• 4.1 引言43
• 4.2 PEGDA紫外固化前聚體溶液的制備43-44
• 4.3 DMD器件及其理論分辨率分析44-46
• 4.3.1 DMD簡介44-45
• 4.3.2 DMD理論分辨率分析45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 面向微結(jié)構(gòu)一體化制造的自動化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)47-57
• 5.1 引言47
• 5.2 硬件方面47-48
• 5.3 軟件方面48-52
• 5.4 光固化微柱陣列相關(guān)實(shí)驗(yàn)52-56
• 5.5 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-65

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：740898