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微流控芯片是一个多学科高度交叉的前沿领域,其介于亚毫米至微米之间的特征尺寸决定了微通道中的流体具有不同于宏观流体的特殊性质和行为。本论文应用湿法腐蚀、微电铸等工艺制作微流控芯片,并利用共焦拉曼谱仪对芯片上的流体扩散与反应行为进行原位的检测和研究,主要的研究内容及结果如下:1.建立并优化制作高平整度PDMS基片的方法。对湿法腐蚀硅的工艺进行摸索改进,通过提高TMAH腐蚀液浓度并在湿法腐蚀前增加前烘硅片的步骤,得到微通道底部表面轮廓算术平均偏差Ra仅2nm的硅阴模;优化电铸镍的实验参数,得到表面轮廓算术平均偏差0.325μm的镍阳模;最终浇注得到表面平整度符合共焦拉曼扫描要求的PDMS基片。2.提出并建立激光直写指甲油快速图案化方法,替代昂贵繁琐的光刻工艺,大大降低了玻璃芯片加工的成本和时间。通过CO2激光在指甲油上烧蚀窗口,以指甲油或铬/金/指甲油为牺牲层进行湿法腐蚀。对激光加工参数、牺牲层、腐蚀液组成等实验条件进行了考察和优化,得到适合于普通拉曼光谱检测的玻璃基微流控芯片。3.改进芯片的接口设计,改善了进样不流畅或漏液的状况,该接口能承受120μL/min以上的流速而不漏液;优化等离子体活化键合PDMS基、玻璃基芯片的实验参数,得到键合强度大于本体强度的PDMS/PDMS、PDMS/玻璃芯片,实现不可逆的键合。4.利用显微拉曼光谱技术对两相酶催化反应进行了研究。结果表明,芯片上非极性分子联苯胺的酶催化反应产物结构组成较极性的对甲基苯胺更为复杂,而在普通的烧杯体系中则观察不到这个现象,推测该现象与联苯胺和对甲基苯胺在两相界面上排列取向性的差异有关。5.利用显微拉曼光谱微区扫描对芯片两相界面(KSCN水溶液/苯胺)上的扩散行为进行了定量的原位研究;考察芯片上形成稳定界面的条件,对流速等因素对扩散行为的影响进行了探讨。6.提出基于ORC粗糙法的芯片SERS活性基底制备技术,建立微反应芯片的SERS检测系统,并用于亚胺生成反应的原位检测。