CD-like微流體芯片是一種簡單實用的微流體平臺,在臨床診斷、藥物合成等需要進行生化分析的領域有著重要的應用價值。本文針對CD-like芯片中毛細驅(qū)動的流動特性,考慮具有不同潤濕性質(zhì)的復雜壁面的影響,對毛細被動閥的流動控制性能展開研究。毛細被動閥利用接觸角滯后現(xiàn)象來控制流動。微通道和平面蓋板的壁面潤濕性質(zhì),對自由液面的形狀、位置和附加壓力都具有直接影響。本文利用Surface Evolver（SE）算法,實現(xiàn)了對毛細被動閥的仿真。針對平板形毛細被動閥,分析了微閥臨界壓力的判斷方法,論述了水平集約束的設置和能量的計算方法,以及增加計算初始穩(wěn)定性的措施。考慮平板形毛細被動閥的三種配置情況:（1）親水平板封裝的疏水通道;（2）疏水平板封裝的親水通道;（3）親水平板封裝的親水通道。對于第一種配置,以玻璃蓋板封裝PDMS微通道為例,試驗和仿真表明,在被動閥側(cè)壁,會有部分接觸線越過擴張段入口。要實現(xiàn)計算收斂,必須設置和實際流動相符的邊界條件。設計制作了相應的實驗裝置,試驗結(jié)果驗證了SE仿真結(jié)果。對于第二種配置,以PDMS蓋板封裝Si微通道為例,仿真表明,在微閥打開前,側(cè)壁上的接觸線大部分停留在擴... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

madou小組的CD-like微流體系統(tǒng)

最多可以實現(xiàn)近 100 個單元的并行處理，每個單元所需液體不1μL[28]。圖 1-1 madou 小組的 CD-like 微流體系統(tǒng)[28]德國 IMTEK 的 Steigert 研究小組利用 PC、PMMA 和 COC 材料，在 CD-li微流體系統(tǒng)上實現(xiàn)了通過全血分析來檢測酒精濃度（圖 1-2），采用毛細被動閥和虹吸管控制流動。所需時間不超過 150 秒，全血的用量不超過 500nL[29]。

圖 1-3 三星的 CD-like 微流體系統(tǒng)[30]的 Scott O. Sundberg 小組[31]、瑞典 Gyros 公于個體醫(yī)療的 CD-like 微流體系統(tǒng)。芯片也存在一些缺點。例如，很難在旋轉(zhuǎn)時電模塊來讀出結(jié)果；不能在線編程等。再就大多數(shù)微閥的阻力固定，而離心力大小和液包括多個微閥的復雜流路時，微閥的尺寸和表 1-2 微閥分類[34]

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2958546