PDMS气动微泵和玻璃微纳芯片的制作及应用

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微全分析系统是分析化学中的一个重要的方向,它的目标是把整个生化实验室的功能,包括采样、加样、反应、分离和检测等集成在微芯片上,实现生化分析、细胞和生物大分子的操控,优势在于可以操控微升至皮升体积的试剂,大幅减少整个过程所消耗的试剂和时间。本文围绕这一热点,开展了以下两方面的工作:1.基于化学触控反应的微泵芯片微流控技术的核心是对于流体的操控,通过对芯片通道内流体流动的控制,完成生物化学分析所需要的各种操作,而微阀、微泵及微流体流量传感器是微流体驱动控制系统的主要组成部分。本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料,制作了三层包含气动微泵的PDMS芯片。中间的PDMS薄层为驱动层,在上层气体的驱动下,薄膜发生形变驱动下层液体槽的HC1溶液进入固体槽与NaHCO3固体反应生成CO2气体。通过改变液体槽内HCl的浓度,可以得到不同体积的CO2气体。在盐酸浓度为0.8mol/L时,产生气体的体积为液体槽体积的4.4倍,实现了基于化学反应的微泵放大驱动。2.基于玻璃材质的微纳芯片及其性质表征近年来,随着微流控芯片技术的不断发展,微纳流控芯片也得到了快速的发展。由于玻璃材质的优异光学性质和微小图案的易加工性,本文以玻璃为材料,采用二次刻蚀的方法在同一块玻璃上制作了微纳复合通道。将带有管道的玻璃芯片与玻璃基底依次用丙酮、洗洁剂、Piranha洗液清洗,在超纯水流下贴合,放置三小时后可以实现常温下键合。得到的微纳流控芯片用异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate, FITC)和罗丹明6G (Rhodamine,6G)通入微纳管道施加电压,观察到了FITC的富集以及贫化现象。
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