芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)是一種將實(shí)驗(yàn)室中涉及的操作或分析,如DNA測序、生化檢測等操作,集成到一個(gè)微型芯片上的技術(shù),涉及物理、化學(xué)、微加工、生物工程等多個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科交叉。近年來,芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療健康、新材料合成、基因檢測等領(lǐng)域體現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用價(jià)值,但同時(shí)也面臨著許多需求與技術(shù)挑戰(zhàn)。本文開展了數(shù)字微流控芯片上的應(yīng)用研究,以實(shí)現(xiàn)芯片實(shí)驗(yàn)室的集成化、多樣化的操作與分析為導(dǎo)向,面向傳感檢測與生化分析兩個(gè)應(yīng)用方向,希望能夠積極推動(dòng)芯片實(shí)驗(yàn)室在未來科學(xué)研究和商業(yè)化上的成長與發(fā)展。本文首先研究了基于介質(zhì)上電潤濕技術(shù)的數(shù)字微流控工作原理及結(jié)構(gòu),以及薄膜型壓電諧振器的工作原理及結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并制備了集成壓電諧振器陣列的數(shù)字微流控芯片。之后,以壓電諧振器作為集成片上微型傳感器展開液體體積模量的聲波傳感研究,建立聲學(xué)傳輸模型和物理場模型,并基于搭建的實(shí)驗(yàn)測試平臺實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)進(jìn)液、輸運(yùn)、實(shí)時(shí)傳感與收集于一體的片上操作流程。最后,以壓電諧振器作為集成片上驅(qū)動(dòng)器展開液滴的聲流混合研究,建立了^GHz縱波在液體中的流場模型,設(shè)計(jì)了數(shù)字微流控芯片上不同尺度的原位混合實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了片上液滴自動(dòng)合并、聲流混合...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1(a)AdvancedLiquidLogic公司基于DMF技術(shù)開發(fā)的核心組件以及便攜式分析系統(tǒng)

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-1(a)AdvancedLiquidLogic公司基于DMF技術(shù)開發(fā)的核心組件以及便攜式分析系統(tǒng)[10]；(b)Illumina開發(fā)的基因測序系統(tǒng)[11]；(c)Fluidigm開發(fā)的IFC核心組件、高通量數(shù)字PCR儀器以及基因檢測結(jié)果[12]；(d)....

圖1-2(a)Claros基于微流控技術(shù)開發(fā)的傳染病檢測設(shè)備：血液采樣、臺式檢測儀器以及微流控測試卡[18]

第1章緒論5的微流控設(shè)備公司，其開發(fā)了全球首款基于微流控芯片的農(nóng)藥殘留檢測系統(tǒng)（圖1-2（d）），實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥12個(gè)通道的快速檢測，其檢測下限可以達(dá)到0.05-5.0mg/kg。Baicare生物科技有限公司出售的全集成微流控芯片核酸檢測系統(tǒng)（圖1-2（e））將樣....

圖1-3集成不同功能器件的DMF芯片，應(yīng)用于：(a)樣品體積測量[25]；(b)抗體抗原檢測[26]；(c)電化學(xué)免疫檢測[27]；(d)樣品快速混合[28]；(e)無標(biāo)記生物分子檢測[29]

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文6B.集成PZT實(shí)現(xiàn)了微液滴的快速混合（圖1-3（d））[28]；WondimuS.F.通過集成超大陣列的回音壁諧振器實(shí)現(xiàn)了無標(biāo)記生物分子檢測（圖1-3（e））[29]。圖1-3集成不同功能器件的DMF芯片，應(yīng)用于：(a)樣品體積測量[25]；(b)抗體抗原檢....

圖2-1固-液-氣三相接觸線：由于固體的表面能不同，液體會(huì)呈現(xiàn)不同的接觸角

第2章數(shù)字微流控芯片的原理與實(shí)現(xiàn)9第2章數(shù)字微流控芯片的原理與實(shí)現(xiàn)介質(zhì)上電潤濕技術(shù)作為一種操控微液滴的手段，已經(jīng)在數(shù)字微流控中應(yīng)用得十分廣泛。本章將詳細(xì)介紹介質(zhì)上電潤濕效應(yīng)的基本原理，以及基于此效應(yīng)的DMF技術(shù)的工作原理與基本結(jié)構(gòu)。接著，闡述薄膜體聲波諧振器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)以....

本文編號：3905576