张从晓[1]（2015）在《DNA生物传感器及其在微流控芯片实验室中的应用研究》文中提出随着经济的发展和社会的进步，人们对健康医疗提出了更高的要求，而无论疾病的有效预防抑或治疗，都迫切需要便捷低廉、灵敏快速的人体医学检测手段；另一方面，环境污染、食品安全、恐怖袭击等带来的问题对人类的生存造成严重威胁，对环境污染物、食品添加剂、病毒细菌等目标的现场检测，也需要微型便携、操作简便、快速灵敏的检测分析设备。因此，便携便捷、低耗低廉、灵敏快速的生物学、化学检测分析手段是医学、环境、食品、反恐等多个社会领域的热点需求。生物传感器是以生物材料或其衍生物作为分子识别元件的分析器件，具有专一性强、灵敏度高、分析过程简便等优势；微流控芯片实验室是在数平方厘米的芯片上构建的具有混合、分离、反应、检测等实验室操作综合功能的一体化平台，具有微型化、集成化、自动化、试剂能源低耗化等优势。本文旨在通过DNA生物传感器的方式，利用纳米技术、核酸适配体技术，实现对病毒基因、细菌细胞的快速检测，通过“非标记检测”、“完整细胞检测”等理念的实现，简化检测过程，提高检测效率；进一步地，分别将纳米DNA生物传感器、核酸适配体DNA生物传感器与微流控芯片实验室技术相结合，发挥二者各自的优势，以期实现便携便捷、低耗低廉、灵敏快速的分析检测目标。本论文主要研究了包括纳米DNA生物传感器与核酸适配体DNA生物传感器在内的两类DNA生物传感器的构建及其结合微流控芯片实验室的应用。一方面，以基于碱基特异识别功能的DNA分子为分子识别元件，以纳米材料氧化石墨烯为换能元件，共同组成纳米生物传感器，实现对病毒基因的特异性检测；在此基础上，将纳米生物传感器作为检测模块，耦合到微流控芯片上，结合微流控芯片的进样、混合等模块，实现对病毒基因的低耗、快速检测。另一方面，以DNA分子空间立体识别功能为基础，建立Whole-cell SELEX的方法，筛选获得细菌细胞核酸适配体，实现对细菌完整细胞的高特异性、高亲和力识别；在此基础上，将核酸适配体固载到微流控芯片上，实现对细菌细胞的选择性捕获与检测。一、研究了基于荧光共振能量转移（FRET）的纳米DNA生物传感器，实现了对病毒基因的快速检测。以目标基因的互补DNA分子荧光探针作为分子识别元件，以纳米材料氧化石墨烯作为换能元件，共同组成纳米生物传感器。氧化石墨烯能够吸附单链分子荧光探针并发生FRET效应导致荧光猝灭，当目标基因存在时，与分子荧光探针发生特异的碱基配对，形成双链复合物并从氧化石墨烯表面脱落，从而使荧光恢复。整个过程无需对目标分子进行标记，实现Analyte Label-Free （ALF）检测模式。通过研究氧化石墨烯浓度对分子探针荧光猝灭的依赖关系，确定了纳米生物传感器构建过程中二者的最优组成为50μg/mL:20nM。纳米传感器构建完成后，分别对目标基因和具有错配碱基的对照基因的进行检测，结果表明纳米传感器对目标基因的检测具有特异性；通过对梯度浓度目标基因的检测信号的研究，表明纳米传感器对目标基因的检测具有定量能力，并取得基因浓度与检测信号的定量数学公式。更进一步，利用多聚分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP）优化提升了纳米生物传感器对基因分子的检测能力，检测限从62.35nM降低到1.56nM，降低近50倍。此外，还通过研究纳米生物传感器检测目标基因的反应动力学，推测了纳米生物传感器检测基因分子时可能存在的物理化学机制。二、将纳米生物传感器耦合到微流控芯片实验室，实现对病毒基因的快速检测。发挥纳米生物传感器对病毒基因的特异性、非标记的快速检测优势，作为分子识别检测模块耦合到微流控芯片上，结合微流控芯片的进样、混合等功能模块，实现对病毒基因的低耗、快速检测。建立了多层三维精细结构光胶芯片的制作工艺，研究了芯片制作过程中镀铬载体、接触式光刻、复印式曝光、压力紫外联合键合等多项关键技术，保证了多层三维精细结构的成功构建，并实现了芯片加工制作的高效性和高成品率。芯片构建了进样、混合、检测、出样等不同功能区，其中在混合区设计制作了被动式Zigzag与Chaotic耦合微混合器，实现微流控芯片样品试剂的自动混合。芯片面积微小，仅有5.40cm2，并设有多个平行单元，能够完成多组样品的同时检测。将样品与检测液同时加入到微流控芯片中，完成进样、混合、检测、出样等实验流程，实现对病毒基因的快速检测。研究了在微流控芯片实验室中氧化石墨烯浓度与分子探针荧光猝灭效率的相关性，确定了纳米生物传感器构建过程中氧化石墨烯与荧光分子探针的最优组成为300μg/mL:1μM。微流控芯片实现对目标基因、碱基错配基因、对照样品等的同时测定，结果表明基于纳米生物传感器的微流控芯片对目标基因检测具有特异性；通过对梯度浓度目标基因的检测，结果表明基于纳米生物传感器的微流控芯片对目标基因检测具有一定的定量能力。三、通过建立Whole-cell SELEX方法，完成大肠杆菌活细胞核酸适配体的筛选与表征。Whole-cell SELEX方法直接以自然状态下的活细胞为目标，通过多轮进化式筛选，从寡核苷酸文库中筛选富集得到对细菌表面分子有高特异性及亲和力的核酸适配体。在Whole-cell SELEX核酸适配体筛选过程中，通过对竞争分子数量的调节，不断提高筛选进化的压力，使核酸适配体的特异性增强；同时在每一轮筛选完成后，对富集得到的核酸适配体文库进行质量监测和亲和力监测，保证SELEX的效果。Whole-cellSELEX筛选进行了八轮，对核酸适配体文库与大肠杆菌的亲和力监测显示，亲和力随筛选轮数的增加而逐渐增大，到第六轮时到达峰值64.7%。将亲和力最高的第六轮筛选富集到的核酸适配体库进行克隆与测序，最终获得40条理想的核酸适配体序列。通过模拟的方法对核酸适配体的序列和高级结构进行了分析，结果表明核酸适配体形成了茎环类及G-四链体的立体结构，推测核酸适配体可能通过茎环、G-四链体或复合结构与细菌细胞表面分子相互作用，发生特异性识别与结合。通过流式细胞术，测定了核酸适配体的亲和力与特异性，表明核酸适配体对目标细菌普遍具有较强的亲和力，最高到达62.3%，而且相比于其他细菌，核酸适配体对目标细菌具有更强的亲和力，这表明了核酸适配体对目标细菌的识别结合具备相当的特异性。此外，通过测定梯度浓度的核酸适配体对目标细菌的亲和力，拟合计算出核酸适配体与大肠杆菌结合的解离常数为24.8±2.7nM，定量反映了核酸适配体对目标细菌具有较强的亲和力。四、将核酸适配体耦合到微流控芯片实验室，实现对细菌细胞的选择性捕获与检测。发挥核酸适配体对细菌细胞特异性识别与结合的优势，作为细胞识别捕获元件固载到微流控芯片上，结合微流控芯片的优势，实现对细菌细胞的选择性捕获与检测。整个过程直接以自然状态下细菌的整细胞为检测目标，无需复杂的分离提纯过程，有助于检测过程的简化和效率的提高。建立了PDMS-Glass杂合微流控芯片的制作工艺，研究了芯片制作过程中等离子氧化处理的时间及高深宽比条件下微通道宽度对芯片键合的影响。研究了通过生物素-亲和素高亲和力固载核酸适配体的方法，考察了核酸适配体在微流控芯片上的固载效果，实验证实了核酸适配体固载数量与浓度的相关性。通过微流控芯片、进样装置、检测装置等的组装，完成基于核酸适配体的微流控芯片实验室的构建。然后通过模式蛋白的检测，对基于核酸适配体的微流控芯片进行了性能测试，验证了装置的可行性。完成了基于核酸适配体的微流控芯片对细菌细胞的选择性捕获与检测，结果显示目标细菌细胞在微流控芯片上被捕获的数目比对照细胞高2个近数量级，表明固载有大肠杆菌核酸适配体的微流控芯片能够选择性地捕获大肠杆菌，实现对大肠杆菌的选择性捕获与检测；通过对梯度浓度的目标细菌检测的研究，表明微流控芯片对目标细菌的检测具有一定的定量能力，并取得细菌与检测信号的定量数学公式。总之，基于FRET的纳米生物传感器的构建及大肠杆菌核酸适配体的筛选，将有助于从基因水平、细胞水平对目标物的快速、灵敏、特异检测；而纳米生物传感器、核酸适配体传感器结合微流控芯片实验室技术的研究，将助于实现便携便捷、低耗低廉、灵敏快速的分析检测手段，在医学诊断、环境保护、食品安全、反恐检测等领域发挥积极的作用。
李大雷[2]（2014）在《微流控芯片生物样品前处理技术及微装置的研究》文中研究表明随着我国航天事业的迅速发展，空间科学研究的开展不断深入。空间生命科学是空间科学研究的重要组成部分，也是全世界空间科学研究的热点领域。为深入探索生物体在空间环境下的特殊状态和变化，需要适合空间条件的生命科学分析仪器。基于微流控芯片的生命科学分析仪器以其体积小、能耗低、易集成、样品消耗少的特点，成为空间分析仪器的首选。生物实验中的研究对象来源广泛，绝大多数的实际生物样品成分比较复杂，在进行分析之前需要一系列的前处理，大部分的常规前处理手段是不可能在空间完成的。微流控芯片特点决定了它可以作为空间生物样品前处理的一个重要的手段，首先，它的微尺度与生物样品相匹配，并且可以处理绝对含量较低的样品，其次，微尺度下的流体及控制使得样品与反应物或样品间的接触面积增大，提高了反应效率，缩短了处理时间，使得生物样品损失率降低。最后，微流控芯片样品前处理可以集成在整个仪器内，满足空间科学分析的基本要求。进行微流控芯片生物样品前处理的研究，不仅仅可以为空间实验服务，也可以用作实验室常规前处理方法的替代和补充，提高样品的处理效率，减少因时间带来的样品损失和实验误差。本论文依托微流控芯片平台，研究了DNA和蛋白质等生物样品的前处理手段，并在芯片研究的过程中参与研制了多种芯片制作和使用中的微装置。其主要内容有：（1）将模塑法制作PDMS芯片的整条工艺路线进行了本地化研究，成功的得到了一系列工艺参数，提高了芯片制作的成功率，采用本套工艺，模板制作成功率达80%以上，使用次数满足实验研究需求，芯片制作成功率接近100%。（2）研制了以循环结构和双向层流萃取为核心结构的萃取芯片。成功的从水中萃取了罗丹明-B，层流萃取效果接近100%。后续实验中进行了DNA样品的萃取，从血细胞中提取了全基因组。（3）研制了磁珠法提取DNA的芯片，首先用此芯片进行了液滴法的研究，得到了液滴生成的条件。使用芯片配合磁力架继续开展了磁珠法提取DNA的研究，从人淋巴细胞中提取了全基因组，取得了和常规试剂盒方法提取DNA相当的效果。（4）使用已筛选的胰蛋白酶适配体，研制了酶解器芯片，作为蛋白质样品前处理的手段。使用PDMS作为酶解器芯片的材料，经过多版设计改良后，根据实验情况，选择了微通道内带有微柱阵列结构的芯片作为酶解器芯片的最终版本。并为在线酶解的实验试制了部分辅助装置。在酶解器芯片制作过程中，我们在本实验室硅胶颗粒微柱酶解器的基础上，进行了条件筛选，使用溶液流通的方法进行固定胰蛋白酶。最终确定固定方法是，首先使用1%APTES修饰芯片微通道，然后再pH值为9.2的碳酸盐缓冲液的环境下使用戊二醛交联法固定胰蛋白酶适配体，最后在pH值为8.0的环境下使用适配体固定胰蛋白酶。最终得到的芯片内，理论上固定蛋白酶不超过0.3μg。使用酶解器芯片离线测试了标准蛋白不同条件下的酶解效果，在酶解时间均小于3s的情况下，成功的酶解了BSA。确定了在长度10mm通道的情况下，使用10μL/min的进样速度进行酶解，可以取得较好的酶解效果。并对实际样品进行了分析。搭建了在线的芯片酶解器/HPLC/MS联用平台，进行了样品的在线处理。（5）研制了简易可控式微流控芯片气泵。独立完成了仪器的设计、制作、调试和应用的全过程。通过对实用的PDMS气动微阀的测试，证明了所制作的仪器可以控制气动微阀的开关，从而控制流体的运动轨迹。这说明该仪器可以用于本实验室现有的微流控芯片微阀控制，满足了实验需求，填补了实验室此方面仪器的空白。（6）参与了多台空间芯片分析仪器的研制工作，包括芯片基因扩增装置、芯片核酸分析仪器和芯片细胞共培养及检测仪器。空间微流控芯片整体仪器的开发研制是一个大规模的团队工作，本论文参与研究了其中的一部分工作。包括芯片基因扩增装置的地面实验，芯片核酸分析仪器和芯片细胞共培养及检测仪器的整体仪器设计、部分零件设计及原理样机的研制。在团队的共同努力下，芯片基因扩增装置成功搭载，取得了空间生命科学的数据，另两台仪器也基本完成了原理样机的研制。总之，对于芯片的样品前处理手段，DNA的提取量虽然只和常规方法相当或略差，但是有集成扩增和分析模块的潜力。酶解器芯片酶解蛋白与常规酶解相比，虽然效果略差，但耗时极短，可以为蛋白质组分析提供一个很有效的前处理手段。综上所述，使用芯片进行大分子生物样品前处理，可以处理绝对量含量低样品，处理时间缩短，步骤减少，具有很好的应用前景。
陈春涛,孙东平,聂英[3]（2012）在《微流近代芯片研究概况》文中认为作为芯片实验室的典型代表技术,微流控技术发展迅速,目前已经成为一门涵盖了从分离分析、分子生物学研究到生物医学诊断的交叉学科。本文综合阐述了近年来国内外微流控芯片的发展状况,在此基础上对其未来发展趋势进行展望。
张冬至,胡国清[4]（2010）在《微机电系统关键技术及其研究进展》文中认为微机电系统（MEMS）是在微电子技术的基础上兴起的一个多学科交叉的前沿领域,集约了当今科学技术发展的许多尖端成果,在汽车电子、航空航天、信息通讯、生物医学、自动控制、国防军工等领域应用前景广阔。该文介绍了微机电系统发展的背景与基础理论研究,综述了微机电系统所涉及的器件设计、制作材料、3大加工工艺（硅微机械加工、精密微机械加工与光刻、电铸和注塑（LIGA）技术）、微封装与测试等关键技术,总结了微机电系统在微纳传感器、微执行器、微机器人、微飞行器、微动力能源系统、微型生物芯片等方面的典型应用,最后指明了MEMS技术的发展趋势,有望在近几十年将大量先进的MEMS器件从实验室推向实用化和产业化。
吕书森[5]（2009）在《微细流路模具的激光熔覆成型试验研究》文中研究表明对于生物制剂的制备及分析,当前医学领域已经开始利用微流控分析芯片逐步取代传统的分析实验室来作为分析平台,而微流控分析芯片也因其体积微小,用途广泛,携带方便等优势而逐步渗透到DNA分析、基因表达分析、疾病诊断、药物筛选和免疫学测定等多方面领域的应用中。阻碍微流控芯片推广普及的一个重要原因是其过高的制造成本。为了缩短微流控分析芯片的生产周期,降低其制造成本,本篇论文研究了微细流路模具的激光熔覆成型工艺。根据实际需要,研究了掩模法激光熔覆成型小尺寸零件的工艺,为微流控分析芯片的发展做出了贡献,为激光熔覆成型工艺的推广普及提供了一定的试验依据,本文所做的主要工作及取得的成果如下:（1）分析了激光熔覆过程中,熔池内部对流的产生原因及其对于熔覆层形成的影响,同时分析了熔池内存在的几种不同的作用关系以及作用形式,为更深入地了解熔覆过程奠定了基础,同时,采用ANSYS大型有限元分析软件,对掩模法激光熔覆微细流路凸模的过程进行了模拟仿真。建立了熔覆实体的三维有限元模型,经过加载、计算,得到最终的温度场结果,为后续的相关试验工作提供模拟数据。（2）利用JK1001型连续激光器,通过单因素试验法及正交试验法,研究了不锈钢粉末的熔覆成型特性。由所得试验数据分析了各工艺参数的变化对于熔覆层几何尺寸、表面精度及微观形貌的影响。以表面精度及微观形貌为标准最终确定出一组最佳的工艺参数为,激光功率:470w,送粉量:2.0309g/min,扫描速度:500mm/min。最后,对熔覆层表面进行了显微硬度检测,结果显示,熔覆层表面的硬度值与基体较为接近,且不同位置处的硬度分布较为均匀,大小介于580-590HV之间。作为激光熔覆成型工序,检测结果满足要求。（3）提出掩模法激光熔覆成型小尺寸样件的工艺,通过分析,理论上证明了该工艺的可行性,阐述了可能出现的失效形式是掩模边的弯曲变形,而引发的原因是热输入密度的过高,这个问题通过控制板厚及能量密度可以得到有效解决。最后,经反复计算取掩模板的厚度为0.2mm,通过合理控制工艺参数,加工出微细流路模具样件。
黄新龙[6]（2009）在《若干微电子机械系统研制及相关LIGA工艺研究》文中提出随着MEMS传感器芯片在物理、化学、生物和医学等方面的广泛应用,相应的微加工工艺成为当前微系统技术的一个研究热点。MEMS微加工技术涉及微电子、材料、物理（力学及流体力学等）、化学、生物、机械学诸多学科领域,是多学科相互交叉的产物。MEMS器件是采用微电子和微机械加工技术将所有的零件、电路和系统在整体设计下几乎同时制造出来,零件和系统是紧密结合在一起的,因此,开发MEMS器件需要采用新观念,在系统级上进行设计和制造。由于微系统器件在性能上对大深宽比微结构的需求,采用LIGA技术制作MEMS器件成为目前非常有潜力的一种加工方法。然而,MEMS与微电子制造工艺不同,它必须进行微机械所特有的三维加工,必须克服大深宽比对加工工艺带来的影响,有时还要求与集成电路工艺兼容。要解决好这一系列问题有一定的难度,研究人员需要不断努力,发展和完善MEMS制造技术。对于每个特定功能的MEMS器件,都需要单独设计一套与之对应的加工工艺流程,每一步工艺参数都需要重新摸索确定,以适应不同的微结构性能要求。为了对MEMS制造过程中微细加工工艺进行深入研究,总结分析MEMS微细加工技术的设计规则和具体的工艺规范,设计并制作出具有大深宽比结构的MEMS器件,同时进行相应的性能分析和评价,本论文主要开展了以下几个方面的工作:1.LIGA/UV-LIGA光刻工艺发展了X射线光刻中的掩模制作工艺,完善了硅基底开窗法制作高精度同步辐射掩模的方法;利用同步辐射X射线光刻技术和深紫外光刻技术制作大深宽比微结构;对紫外光刻工艺和SU-8厚胶工艺制作大高宽比结构进行工艺研究:采用了低温后烘的方法有效降低胶结构内应力,并运用兆声辅助的方法有效提高的大深宽比微结构的显影效率。2.Zn牺牲层技术发展完善了沉积厚层Zn牺牲层技术在LIGA/UV-LIGA工艺中的应用。对Zn牺牲层的电镀工艺,种子层对粘附性的影响,牺牲层的释放等工艺细节进行深入研究,将沉积厚层Zn牺牲层工艺发展为一种完善成熟的牺牲层技术;同时将LIGA技术和厚Zn牺牲层工艺引入武器安全系统中的引信设计和制造中,制作出基于平面结构形式的安全保险装置微结构。3.极限大深宽比微结构电铸对具有极限深宽比的微结构的深镀能力和均镀能力进行探索,分析了大深宽比微结构电铸工艺中的离子传质过程对金属离子沉积的影响;运用了兆声辅助的方法提高离子的传质扩散能力,以获得具有较大深宽比的微结构。4.纳米颗粒复合电镀利用纳米颗粒复合电镀工艺制作镍基复合微结构。为使纳米Al2O3颗粒较均匀地分散在微结构中,实验中搭建了低成本有效的小孔喷流场进行辅助电镀,并获得了分散效果较好纳米颗粒复合镀件;同时对纳米颗粒复合镀件进行了微机械性能的测试,相比于纯镍微结构,其硬度由HV0.2300增至HV0.2 500,抗磨损率增强1倍,试验中还测试了微结构的抗压强度,其平均抗压强度约为960Mpa。这些结果表明,复合镀件在某些方面的微机械性能有着显着提高:论文中运用流体动力学有限元分析方法模拟复合电镀中的小孔喷射流场的分布,分析喷射流场对纳米颗粒分散的影响,表明喷流辅助电铸有助于纳米颗粒的分散和吸附沉积。5.微型加速度触发开关研制运用LIGA/UV-LIGA技术、微电铸以及Zn牺牲层技术,完成悬臂梁式和螺旋形加速度开关的研制。悬臂梁式微型加速度开关:采用了X射线深度光刻工艺,结合本论文开发的厚Zn牺牲层工艺,进行悬臂梁式微型加速度开关的制作。实验中分析了大深宽比微结构电铸所出现的缺陷,并对电铸成品率进行统计分析,在此基础上优化结构设计和工艺流程,获得具有大深宽比悬臂梁结构的微型加速度开关样品;并对微结构进行运动测试,结果表明,微结构的运动符合设计上的要求。螺旋形微型加速度开关:采用了深紫外光刻技术,结合SU-8厚胶工艺,进行微型螺旋形加速度开关的制作。对牺牲层材料的特性进行分析与实验,解决了微结构脱落的问题,通过工艺优化,得到了平整的微弹簧结构;并对微结构的开关工作阈值和弹性系数进行测试,开关阈值从1g～10g,在设计的低阈值工作范围,所测微结构弹性系数在140～200μN/nm范围,为所需的低刚度弹簧,满足设计者对系统低频响应的要求。6.毫米波矩形封闭加速通道研制运用UV-LIGA技术,结合SU-8多层对准紫外光刻和微电铸工艺,进行封闭复杂的内部空腔结构的微型毫米波加速通道的制作。对SU-8的多层光刻电铸工艺、SU-8热裂解去除,以及微结构内部空腔超声清洗等微细加工工艺进行了深入研究,并获得具有复杂的内部空腔结构的微型毫米波加速通道。
胡亚峰[7]（2008）在《微细流路沟槽的激光铣削试验研究》文中研究指明微流控芯片在DNA分析、基因表达分析、疾病诊断、药物筛选和免疫学测定等许多方面有着广阔的应用前景和巨大的市场需求。采用模塑或热压的方法,可大批量复制微流控芯片,降低其制作成本。传统制造微细流路沟槽模具的方法,所需设备多,工序复杂,制作周期长、成本高,限制了微流控芯片的推广应用。为了实现批量制作微流控芯片的低成本化和柔性化,需要研究新的微细流路沟槽的加工成形方法。将激光铣削技术引入到微细流路沟槽的成形加工领域,给批量化制造微流控芯片带来新的解决方法。激光铣削作为一种非接触成形加工方法,避开切削力的作用,避免了刀具磨损,是高效的柔性成形方法。本文研究模具钢HPM75微细流路沟槽的激光铣削成形,解决了熔屑排除的驱动力问题,提出利于排屑的工艺措施和扫描路径,对于促进激光铣削的实际应用有重要意义。本文所作工作和取得成果如下:（1）根据激光铣削材料的熔化、汽化模型,建立脉冲激光铣削排屑的力学模型;同时导出激光铣削去除材料阈值公式和光斑重叠率与激光扫描速度的换算公式。建立激光加工区状态调整系统,为激光铣削试验做好参数和装置上的准备。（2）选用预硬高硬度镜面塑胶模具钢HPM75为试验材料,得到脉宽1ms的YAG激光对HPM75的熔化功率密度阈值约为0.566×109W/m2,分析光斑重叠率和铣削凹槽边界的直线性和凹槽表面粗糙度的关系,试验确定最佳光斑重叠率为0.8。（3）在辅助同轴吹气环境进行铣削试验研究,得到影响铣削凹槽宽度的主要因素是激光能量参数,包括激光输出功率、离焦量;而影响凹槽深度和表面质量的主要因素是扫描方向、辅助气体压力和辅助气体种类;光斑重叠率是影响凹槽边界直线性的关键因素。采用自制状态调整装置进行真空环境下激光铣削试验,研究了激光输出功率、离焦量、扫描方向对铣削凹槽的宽度和铣削质量的影响规律。得到对铣削凹槽的宽度和铣削质量影响的主次关系是离焦量＞激光输出功率＞扫描方向。（4）结合微流控芯片用模具的具体尺寸要求,对铣削工艺路径进行了规划。采用扫描方向和排屑方向近似同向的扫描路径进行辅助同轴吹气铣削加工。具体参数为输出功率1w,脉宽1ms,离焦量0.5mm,重叠率0.8,扫描速度80mm/min,辅助气体压力0.5MPa,最终制出满足凹槽宽度、深度要求且一致性好的微细流路沟槽。本文的研究为微细流路沟槽的铣削加工提供了理论与试验的依据,解决了微流控芯片的批量制造难题,对激光铣削技术的实际应用开辟了道路。
贺永[8]（2007）在《聚合物微热压过程理论及其装备技术研究》文中进行了进一步梳理聚合物微热压成型技术作为一种成本低、效率高、质量优的微细加工方法，已成为微纳机电系统加工技术中的一种重要方法也是目前的研究热点。本学位论文结合国家863计划项目“面向微流控芯片的微模具制造装备研究”（No.2002AA421150）及教育部博士点基金“聚合物三维微流体芯片制造新方法及工艺研究”（No.20030335091）对微热压成型过程理论及其装备技术进行了研究。针对项目的研究任务和国内外研究现状，本论文积极吸收相关学科的新思想、新技术，采用理论研究、计算机仿真与实验研究相结合的方法，以微热压技术中亟需解决的问题为研究对象，通过对聚合物微热压成型的机理及微热压装备关键技术的研究，建立了压印过程模型、揭示了微压印过程中聚合物流变特性与压印质量及压印效率间的内在关系、提出了模具拓扑优化策略、优化了压印工艺、研发了热压装备。论文的主要工作如下：第一章，阐述了本学位论文的研究背景与意义，详细介绍了国内外在热压成型技术机理、工艺及成型装备等领域的研究现状。在此基础之上，提出了论文的主要研究内容。第二章，阐述微热压中聚合物从宏观力学表征到微观结构变化的变形机理，引入了聚合物微加工中宏观力学表征的三种现象，时间依赖性、温度依赖性及时温等效转换性。基于聚合物的网络理论及分子理论，从微观角度解释了聚合物压印过程的流变行为及聚合物分子运动机理，为后续章节的理论、仿真及实验研究奠定理论基础。第三章，通过对微流控芯片热压过程进行受力分析，建立了基于流变理论的微流控芯片热压过程模型。为了更好地表征压印过程的粘弹性力学行为，将聚合物的材料常数n修正为时间的函数。基于流体NS方程对压印过程进行了推导，所得结论和基于流变理论的结果吻合，从另一方面验证了模型的正确性。在微流控芯片热压过程模型的基础上，对常规微热压过程进行了建模研究，通过对两组流动进行耦合建立了微热压过程模型，获得了压印完成所需时间及聚合物微结构高度和时间的变化关系。第四章，对模具拓扑结构与聚合物流动特性间的关系进行了系统的研究。采用DEFORM软件分析了热压过程聚合物流动的影响要素，揭示了模具占空比、模具深宽比、模具宽厚比、模具位姿变化时所呈现出不同的流动形貌及流动特性。解释了不等温压印过程和等温压印过程流动行为不同的原因。针对压印过程易出现的填充效率不佳以及热压过程本质上是一个模腔非封闭的聚合物流动问题，提出了模具结构拓扑优化策略，通过在模具边缘布置一些流动坝，达到降低边界处聚合物流动率、促进聚合物有效填充的目的。仿真结果表明优化策略对促进聚合物填充具有很好的效果。第五章，系统的分析了热压成型过程缺陷产生原因，使用ANSYS软件对冷却及脱模阶段聚合物的受力状况进行了有限元模拟分析。分析结果显示冷却阶段一直保持的压印力会造成模具及聚合物微结构应力集中，是形成模具断裂、微结构破损等现象的一个重要原因。首次研究了脱模方向对脱模质量的影响，由于微小的脱模方向偏差就可能引入很大的切向力而导致微结构的破坏。为了确保正确的脱模方向，设计了新型的自动脱模机构。提出了压印过程优化工艺，通过在冷却过程中缓慢减少压印力，直至冷却到脱模温度时释放完毕。该优化工艺不但可以有效的降低压印力造成的应力集中，还可以避免由于过早释放压印力而导致结构回弹及变形。第六章，在理论及仿真研究的基础上，针对现有压印装备中存在的一些问题，自行设计了基于帕尔帖效应的聚合物微热压装备。采用半导体制冷片进行升降温，在降温时辅助以水流带走半导体制冷片表面热量，设计了精密温控的模糊PID控制器，使得热压装备的温度控制精度达到0.2℃，升降温速率达1℃／s，能大幅度提高压印效率。使用液压方式施加压强，降低了压印过程的压力不均匀分布，提高了压印品质。第七章，为了验证自行设计的微热压装备的性能，进行了温度、压力及真空度控制精度的实验研究，实验结果表明热压装备能较好的满足设计要求。选择两种典型的微结构，微流控芯片及液晶导光板进行了压印实验研究，分析了各个工艺参数对成型后质量的影响。通过分析微流控芯片尺寸误差，得出在低温下压印所产生的回弹是微流道尺寸误差的主要原因。采用正交表分析了导光板热压时工艺参数对压印质量的影响，获得了优化的压印参数。第八章，对论文的主要研究工作和创新点作了总结，并对未来的研究工作进行了展望。
刘莹[9]（2007）在《激光快速制备毛细管电泳芯片和LIF系统的搭建》文中研究说明本论文对毛细管电泳芯片的概念、机理、发展历史,研究现状及未来趋势进行了分析。毛细管电泳芯片作为分析工具,是科学仪器向微型化、集成化、便携化转变的重要阶段,在生物化学领域中起着重要作用。本论文针对目前国内外对毛细管电泳芯片的研究现状,采用准分子激光在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）上直写刻蚀制备毛细管电泳芯片,同时搭建了一套激光诱导荧光检测系统。本文在大量实验基础之上,确定了制备毛细管电泳芯片的加工参数。文中对准分子激光直写刻蚀芯片微通道、池的形成机理进行研究,以及分析了键合前后微通道底面粗糙度与加工参数的关系。然后,在19Kv,5 Hz及5 mm/min的加工参数下,采用准分子直写微加工系统制备完成了毛细管电泳芯片的实验样品。随后,该芯片与相同尺寸的盖片热压键合成密闭性较好的芯片。整个过程在30分钟完成。最后尝试了带有筛式入口的毛细管电泳芯片的制备研究,设计了用于刻蚀该结构的掩模架,成功地将该筛式结构连接到池和微通道之间。准分子激光刻蚀PMMA过程中,随着加工参数选择的不同,微结构表面出现不同程度、不同范围的横向影响区,本论文提出采用水环境的加工方法。文中分别在空气和水环境下,进行了横向影响区范围、刻蚀深度与脉冲个数之间关系比较实验研究,同时对两种环境下的刻蚀机理进行比较分析。总结出了不同加工环境下实验结果存在差异的原因,指出采用水环境加工方法可有效地控制横向影响区范围,获得高质量地微结构形貌。本论文自行搭建了一套激光诱导荧光检测系统,将该系统用于毛细管电泳芯片分离样品信号检测。文中利用该检测系统进行了Cy5荧光染料在未实施修饰毛细管电泳芯片的检测实验。实验结果与玻璃基毛细管电泳的检测结果相比较,两者分离时间基本保持一致,检测效果明显。
吕春华[10]（2007）在《基于SU-8负光胶的微流控芯片加工技术的研究》文中研究说明微流控学（Microfluidics）是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学,是近十年来迅速崛起的新交叉学科。流体在微流控芯片微米级通道中,由于尺度效应导致了许多不同于宏观体系的特点,促进了分析化学的发展。但是,当前微流控器件的加工技术还难以满足微流控学快速发展的需要,例如玻璃微流控芯片封接难度大,集成度低;用于复制聚合物芯片的阳模加工工艺复杂;高深宽比和三维微结构的制作方法尚稀见报道等。为促进了微流控学的进一步发展,本文研究了以SU-8负光胶制作和封接微流控器件的新技术。第一章综述了制作微流控芯片和SU-8负光胶加工技术的现状。第二章提出了一种用简便快速封合玻璃微流控芯片的新方法。利用毛细作用将熔化的液体硫填充开放的玻璃微通道,冷却后的固体硫形成牺牲层材料。用紫外光固化的SU-8光刻胶作为粘接剂,同时利用通道内黄色的硫牺牲层阻挡紫外光对通道与盖片结合处SU-8粘接剂的曝光,封接后得到的微通道表面性质基本一致。此方法可以简单快速的实现玻璃芯片的低温封接,有效提高了大面积玻璃芯片的封接成功率;而且有利于在玻璃芯片内集成金属电极等热敏感材料。制得的玻璃芯片已成功用于氨基酸的电泳分离。第三章研究了一种制作高聚物微流控芯片镍阳模的新工艺。采用抛光的镍片作为电铸基底,在光刻后的SU-8微结构中,以镍基片作为阳极,通过16～30 A/dm2的电流密度阳极电解刻蚀5 min,清除SU-8微通道底部镍片表面的氧化物,并刻蚀得到10～20μm深的凹坑。用此SU-8微结构作为电铸模板,以镍基片作为阴极,用1～2 A/dm2电流密度电铸5 h,制得了微结构倾角为83°深宽比较大的镍阳模。凹坑的设计,有效提高了电沉积的镍结构和基底镍片间结合力,在普通化学实验室中制得了长寿命的具有正拔模斜度镍阳模。用热压法制得PMMA聚合物芯片,并成功用于DNA片段的分离。第四章提出了利用ITO玻璃的导电性和透光性,在ITO导电层上电沉积镍金属薄膜制作光刻掩模和电铸金属的种子层,加工高深宽比金属微结构的简易方法。在导电玻璃的ITO层上涂覆薄层AZ4620正光胶,用常规的接触式曝光法UV光刻显影后,将光刻掩模上的图形转移到AZ4620光胶层上。利用ITO玻璃的导电性,在光刻胶曝光处电沉积镍,使掩模图形转移到ITO玻璃表面的镍薄膜上。在镍掩模上涂覆SU-8厚胶层,使UV光透过ITO玻璃基底对SU-8光胶层进行背面曝光,制得高深宽比SU-8微结构。最后以SU-8微结构作为模板,以ITO表面的镍掩模作为种子层,通过电铸得到深宽比高达15、侧壁垂直度为89°的金属微结构。此方法使用设备简单,加工成本低,在普通实验室实现了高深宽比的金属微结构的简易加工。第五章提出了将相变化牺牲层材料硫,用于封接SU-8敞开通道,制作SU-8的微流控芯片;而且在封接的SU-8层上通过光刻制作微结构,用叠层法制备了多层三维SU-8微流控芯片。SU-8光刻胶中的有机溶剂与硫之间不存在相互反应及溶解问题,加热后只要在微通道末端施加负压就可以将通道内的液体硫抽出,与现有的牺牲层的方法相比较,大大缩短了牺牲层的去除时间。实验成功制得了各种形状和尺寸的SU-8微通道和叠层三维结构。制得的三维SU-8微流控芯片在芯片毛细管电泳分离、有机合成微反应以及实现芯片的多功能集成化等方面可望有广泛的应用前景。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 微流控芯片实验室及其发展历程 |
| 1.2.2 微流控芯片加工材料与制作工艺 |
| 1.2.3 DNA 生物传感器的研究发展 |
| 1.2.4 FRET 技术的研究发展 |
| 1.2.5 纳米生物传感器的研究发展 |
| 1.2.6 核酸适配体发展历程及 SELEX 筛选方法 |
| 1.2.7 核酸适配体传感器的研究发展 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 基于 FRET 的纳米生物传感器对基因快速检测的研究 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 仪器设备 |
| 2.1.3 溶液配制 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 氧化石墨烯猝灭单链 DNA 荧光的浓度优化 |
| 2.2.2 纳米生物传感器基于 FRET 原理实现目标基因的检测 |
| 2.2.3 纳米生物传感器检测目标基因过程的反应动力学 |
| 2.2.4 纳米生物传感器对基因检测的特异性 |
| 2.2.5 纳米生物传感器对基因检测的定量分析 |
| 2.2.6 利用 PVP 提高纳米生物传感器的检测限 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 传感器设计思路 |
| 2.3.2 氧化石墨烯猝灭单链 DNA 荧光的浓度优化 |
| 2.3.3 纳米生物传感器基于 FRET 原理对目标基因的检测 |
| 2.3.4 纳米生物传感器检测目标基因过程的反应动力学 |
| 2.3.5 纳米生物传感器对基因检测的特异性 |
| 2.3.6 纳米生物传感器对基因检测的定量分析 |
| 2.3.7 利用 PVP 提高检测限 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于纳米生物传感器的微流控芯片对基因的快速检测 |
| 3.1 实验试剂与仪器 |
| 3.1.1 实验试剂 |
| 3.1.2 仪器设备 |
| 3.1.3 溶液配制 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 多层微流控芯片的制作 |
| 3.2.2 纳米生物传感器的制备 |
| 3.2.3 微流控芯片实验室氧化石墨烯猝灭荧光的优化 |
| 3.2.4 基于纳米生物传感器的微流控芯片实验室对基因的检测 |
| 3.2.5 基于纳米生物传感器的微流控芯片实验室对基因检测的特异性 |
| 3.2.6 基于纳米生物传感器的微流控芯片实验室对基因检测的定量性 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 微流控芯片的设计 |
| 3.3.2 纳米传感器的设计 |
| 3.3.3 被动式 Zigzag 与 Chaotic 耦合微混合器 |
| 3.3.4 纳米传感器微流控芯片的组装 |
| 3.3.5 微流控芯片检测平台氧化石墨烯浓度对荧光猝灭的影响 |
| 3.3.6 基于纳米生物传感器的微流控芯片实验室对基因的特异性检测 |
| 3.3.7 基于纳米生物传感器的微流控芯片实验室对基因的定量检测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于 WHOLE-CELL SELEX 的细菌核酸适配体筛选的研究 |
| 4.1 实验试剂及仪器 |
| 4.1.1 实验试剂 |
| 4.1.2 仪器设备 |
| 4.1.3 溶液配制 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 ssDNA 的制备 |
| 4.2.2 基于 Whole-cell 的 SELEX 过程 |
| 4.2.3 ssDNA 的扩增 |
| 4.2.4 筛选过程中核酸适配体库亲和力的检测 |
| 4.2.5 核酸适配体的克隆测序及结构分析 |
| 4.2.6 核酸适配体亲和力的测定 |
| 4.2.7 核酸适配特异性的测定 |
| 4.2.8 核酸适配体解离常数的测定 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 大肠杆菌核酸适配体 Whole-cell SELEX |
| 4.3.2 筛选过程中核酸适配体库亲和力的监测 |
| 4.3.3 核酸适配体的克隆及测序 |
| 4.3.4 核酸适配体的序列与结构分析 |
| 4.3.5 核酸适配体的亲和力 |
| 4.3.6 核酸适配体的特异性 |
| 4.3.7 核酸适配体与大肠杆菌结合的解离常数 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于核酸适配体生物传感器的微流控芯片对细菌细胞的检测 |
| 5.1 实验试剂及仪器 |
| 5.1.1 实验试剂 |
| 5.1.2 仪器设备 |
| 5.1.3 溶液配制 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 PDMS 微流控芯片的制作 |
| 5.2.2 核酸适配体在微流控芯片上的固载 |
| 5.2.3 基于核酸适配体传感器的微流控芯片装置的搭建 |
| 5.2.4 基于核酸适配体传感器的微流控芯片性能的测试 |
| 5.2.5 细菌数量标准曲线的测定 |
| 5.2.6 基于核酸适配体传感器的微流控芯片对细菌细胞的检测 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 实验设计思路 |
| 5.3.2 微流控芯片的制作 |
| 5.3.3 微流控芯片检测装置的建立 |
| 5.3.4 核酸适配体在微流控芯片上的固载效果的考察 |
| 5.3.5 基于核酸适配体传感器的微流控芯片的性能测试 |
| 5.3.6 基于核酸适配体传感器的微流控芯片对细菌细胞的检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 微流控芯片实验室概述 |
| 1.1.1 微流控芯片实验室及其早期发展 |
| 1.1.2 微流控芯片材料 |
| 1.1.3 微流控芯片制作技术 |
| 1.1.3.1 硅、玻璃芯片制作技术 |
| 1.1.3.2 高分子聚合物芯片的制作 |
| 1.1.3.3 NOA 紫外固化胶芯片制作技术 |
| 1.2 微流控芯片样品前处理技术 |
| 1.2.1 芯片萃取技术 |
| 1.2.1.1 芯片液液萃取技术 |
| 1.2.1.2 芯片固相萃取技术 |
| 1.2.2 芯片过滤技术 |
| 1.2.3 芯片膜分离技术 |
| 1.2.3.1 芯片膜过滤技术 |
| 1.2.3.2 芯片透析技术 |
| 1.2.4 芯片等速电泳技术 |
| 1.2.5 芯片细胞前处理技术 |
| 1.2.5.1 芯片细胞培养技术 |
| 1.2.5.2 芯片单细胞获取、细胞计数和分选技术 |
| 1.2.5.3 芯片细胞破碎技术 |
| 1.3 微流控芯片微酶反应器 |
| 1.3.1 核酸适配体技术及其在芯片上的应用 |
| 1.3.2 酶固定化技术及其在芯片上的应用 |
| 1.4 本论文的主要研究内容和意义 |
| 第2章 生物大分子微流控芯片提取技术 |
| 2.1 实验试剂、仪器和耗材 |
| 2.1.1 主要试剂 |
| 2.1.2 主要仪器与耗材 |
| 2.1.3 溶液配制 |
| 2.2 PDMS 芯片制作工艺研究 |
| 2.2.1 芯片光刻掩模的设计和加工 |
| 2.2.2 SU-8 光刻胶模具制作 |
| 2.2.3 PDMS 芯片模塑成型 |
| 2.3 DNA 萃取芯片的研制 |
| 2.3.1 玻璃芯片制作 |
| 2.3.2 萃取芯片设计 |
| 2.3.3 芯片管路连接 |
| 2.3.4 芯片内层流的实现 |
| 2.3.5 芯片染料萃取实验 |
| 2.3.6 芯片 DNA 萃取实验 |
| 2.4 微流控芯片液滴操作初步研究 |
| 2.4.1 实验目的 |
| 2.4.2 芯片设计 |
| 2.4.3 芯片液滴操作实验 |
| 2.5 芯片磁珠法提取 DNA |
| 2.5.1 芯片设计 |
| 2.5.2 芯片前处理 |
| 2.5.3 细胞样品 |
| 2.5.4 磁珠法提取 DNA |
| 2.5.5 芯片磁珠法提取 DNA |
| 2.5.6 提取样品的后续分析处理 |
| 2.5.6.1 PCR 参数 |
| 2.5.6.2 PCR 体系 |
| 2.5.6.3 琼脂糖凝胶电泳 |
| 2.6 结果与讨论 |
| 2.6.1 PDMS 芯片光刻掩模工艺研究 |
| 2.6.2 MicrochemSU-8 光刻胶甩胶工艺参数的研究 |
| 2.6.3 SU-8 模具制作中烘工艺参数的研究 |
| 2.6.4 PDMS 芯片模塑工艺参数的研究 |
| 2.6.5 PDMS 芯片键和工艺参数的研究 |
| 2.6.6 芯片层流状态研究 |
| 2.6.7 微流控芯片层流萃取染料研究 |
| 2.6.8 微流控芯片萃取 DNA 研究 |
| 2.6.9 微流控芯片液滴操作研究 |
| 2.6.10 磁珠法提取 DNA 的研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 微流控芯片微酶反应器的研究及应用 |
| 3.1 实验试剂、仪器和耗材 |
| 3.1.1 主要试剂 |
| 3.1.2 主要仪器与耗材 |
| 3.1.3 溶液配制 |
| 3.2 酶解器芯片设计 |
| 3.3 芯片酶解器的制备 |
| 3.3.1 核酸适配体的固定 |
| 3.3.2 胰蛋白酶的固定 |
| 3.4 酶解器芯片应用研究 |
| 3.4.1 蛋白样品的处理 |
| 3.4.1.1 蛋白样品的变性 |
| 3.4.1.2 蛋白样品的常规酶解 |
| 3.4.1.3 蛋白样品的脱盐 |
| 3.4.1.4 动物样品的处理 |
| 3.4.2 HPLC/MS 条件设置 |
| 3.4.3 离线模式下芯片酶解器性能考察 |
| 3.4.4 酶解器芯片在线联用装置的搭建 |
| 3.4.5 在线模式下芯片酶解分析蛋白质样品 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 微柱结构酶解器芯片的研制 |
| 3.5.2 APTES 表面改性研究 |
| 3.5.3 APTES 浓度与芯片酶解效率研究 |
| 3.5.4 胰蛋白酶纯度与芯片酶解效率研究 |
| 3.5.5 未脱盐芯片酶解样品检测研究 |
| 3.5.6 适配体的氨基修饰对固定效果的影响 |
| 3.5.7 进样速度对芯片酶解效果的影响 |
| 3.5.8 芯片酶解器实际样品检测结果 |
| 3.5.9 芯片酶解器在线装置的搭建 |
| 3.5.10 芯片酶解器在线装置的样品检测结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 微流控芯片微装置的研制 |
| 4.1 简易可控式微流控芯片气泵的研制 |
| 4.1.0 仪器研制目的和需求 |
| 4.1.1 设计思路和主要组成部分 |
| 4.1.2 主要零配件 |
| 4.1.2.1 压力控制模块 |
| 4.1.2.2 气路控制模块 |
| 4.1.2.3 其他部分 |
| 4.1.3 研制流程 |
| 4.1.4 实物展示 |
| 4.1.5 气动微阀测试 |
| 4.1.5.1 芯片设计 |
| 4.1.5.2 芯片加工 |
| 4.1.5.3 测试方法 |
| 4.1.5.4 测试结果与讨论 |
| 4.1.6 本仪器的改进展望 |
| 4.2 微流控芯片实验仪器整机的初步设计研制 |
| 4.2.1 微流控芯片核酸分析仪器初步设计研制 |
| 4.2.1.1 项目来源 |
| 4.2.1.2 仪器研制目的与需求 |
| 4.2.1.3 技术路线 |
| 4.2.1.4 设计思路和初步设计方案 |
| 4.2.1.5 原理样机研制 |
| 4.2.2 芯片细胞共培养及检测仪器的设计 |
| 4.2.2.1 项目来源 |
| 4.2.2.2 仪器研制目的与需求 |
| 4.2.2.3 技术路线 |
| 4.2.2.4 设计思路和设计方案 |
| 4.3 空间基因扩增装置地面实验及辅助设备研究 |
| 4.3.1 项目来源 |
| 4.3.2 仪器研制目的与需求 |
| 4.3.3 整机设计与实物展示 |
| 4.3.4 基因扩增实验对象 |
| 4.3.5 地面实验操作 |
| 4.3.6 实验结果与讨论 |
| 4.3.7 生物实验箱设计 |
| 4.3.7.1 设计目的及需求 |
| 4.3.7.2 箱内设计 |
| 4.3.7.3 实物展示 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
| 1 引言 |
| 2 正文 |
| 2.1 上游技术 |
| 2.2 下游技术 |
| 2.2.1 专用分离分析芯片 |
| 2.2.1.1 微毛细管电泳芯片 |
| 2.2.1.2 核磁共振芯片 |
| 2.2.2 药物分析控释芯片 |
| 2.2.3 离子和小分子方面的应用芯片 |
| 2.2.4 细胞分析芯片 |
| 2.2.5 医学诊断芯片 |
| 2.2.6 化学反应芯片 |
| 2.2.7 芯片实验室 |
| 3 展望 |
| 1 微机电系统基础理论研究 |
| 2 微机电系统关键技术研究 |
| 2.1 MEMS器件设计 |
| 2.2 MEMS构件材料 |
| (1) 结构材料。 |
| (2) 功能材料。 |
| 2.3 MEMS加工工艺 |
| 2.3.1 硅微机械加工技术 |
| 2.3.2 精密微机械加工技术 |
| 2.3.3 LIGA技术 |
| 2.4 MEMS封装技术 |
| 2.5 MEMS测试技术 |
| 3 MEMS典型应用及最新进展 |
| 3.1 微纳传感器 |
| 3.2 微执行器 |
| 3.3 微机器人 |
| 3.4 微飞行器 (MAV) |
| 3.5 微动力能源系统 |
| 3.6 微型生物芯片 |
| 4 微机电系统发展展望 |
| (1) 市场规模扩大化。 |
| (2) 功能多元集成化。 |
| (3) 生化传感纳米化。 |
| (4) 制作材料多样化。 |
| 5 结束语 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 微流控芯片凸模的激光熔覆成型 |
| 1.3 微流控芯片凸模材料的选择 |
| 1.4 激光熔覆成型技术的国内外研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 激光熔覆成型基本原理与掩模法熔覆成型的有限元分析 |
| 2.1 激光熔覆成型基本原理 |
| 2.1.1 熔覆过程中的热交互过程 |
| 2.1.2 激光熔覆过程中熔池内的物质对流 |
| 2.1.3 熔覆质量的评定标准 |
| 2.2 掩模法熔覆成型微细流路模具的有限元模拟 |
| 2.2.1 激光熔覆成型过程简述 |
| 2.2.2 模型的简化 |
| 2.2.3 单元的选择 |
| 2.2.4 实体模型的建立与网格的划分 |
| 2.2.5 确定边界条件及热源模型 |
| 2.2.6 熔覆层粉末吸收系数的确定 |
| 2.2.7 时间载荷步长的处理 |
| 2.2.8 ANSYS运行环境的设置 |
| 2.2.9 ANSYS分析流程图 |
| 2.3 有限元模拟结果与分析 |
| 2.3.1 热源作用的总体过程 |
| 2.3.2 实际熔池形状的模拟 |
| 2.3.3 最佳工艺参数下熔覆层的温度场模拟结果 |
| 2.3.4 温度场在熔覆层深度方向上的分布 |
| 2.3.5 温度场在熔覆层宽度方向上的模拟 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 微细流路模具的熔覆成型试验 |
| 3.1 试验条件 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 检测设备 |
| 3.1.3 试验材料 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.3 试验参数的确定 |
| 3.3.1 激光功率的确定 |
| 3.3.2 扫描速度与送粉量的确定 |
| 3.4 工艺参数对熔覆层几何尺寸的影响 |
| 3.4.1 激光功率对单道熔覆层几何尺寸的影响 |
| 3.4.2 扫描速度对单道熔覆层几何尺寸的影响 |
| 3.4.3 送粉量对单道熔覆层几何尺寸的影响 |
| 3.5 工艺参数对熔覆层宏观质量的影响 |
| 3.6 工艺参数对熔覆层微观形貌的影响 |
| 3.7 微细流路模具的激光熔覆成型 |
| 3.8 熔覆层显微硬度的测试 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 掩模法熔覆成型微细流路模具 |
| 4.1 工艺过程 |
| 4.2 掩模法工艺分析 |
| 4.3 热弯曲变形的分析 |
| 4.4 热变形的解决措施 |
| 4.4.1 加工区域的离焦量范围 |
| 4.4.2 夹具的使用 |
| 4.5 掩模板的设计加工 |
| 4.6 试验过程概述 |
| 4.7 试验结果与分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微电子机械系统(MEMS) |
| 1.1.1 MEMS简介 |
| 1.1.2 MEMS应用领域 |
| 1.1.3 MEMS发展及研究现状 |
| 1.2 MEMS微加工技术及应用 |
| 1.2.1 MEMS微加工技术简介 |
| 1.2.2 LIGA/UV-LIGA技术及优缺点 |
| 1.2.3 X射线及深紫外光刻技术 |
| 1.2.4 牺牲层技术 |
| 1.2.5 微电铸及复合电镀技术 |
| 1.3 MEMS设计规则及工艺规范 |
| 1.3.1 MEMS设计规则 |
| 1.3.2 MEMS工艺规范 |
| 1.3.3 微加工工艺要考虑的重要问题 |
| 1.4 本文完成的主要工作 |
| 1.4.1 惯性安全系统微结构制作 |
| 1.4.2 纳米颗粒复合电镀微结构制作 |
| 1.4.3 微型悬臂梁加速度触发开关研制 |
| 1.4.4 微型螺旋形加速度触发开关研制 |
| 1.4.5 微型毫米波矩形加速通道研制 |
| 参考文献 |
| 第二章 同步辐射光刻及深紫外光刻研究 |
| 2.1 同步辐射在LIGA中的应用 |
| 2.1.1 合肥国家同步辐射光源 |
| 2.1.2 北京同步辐射装置 |
| 2.2 X射线掩模制作 |
| 2.2.1 X射线掩模的特性 |
| 2.2.2 硅基底开窗法制作同步辐射掩模 |
| 2.3 X射线深度光刻 |
| 2.3.1 PMMA样品制备 |
| 2.3.2 X射线深度光刻工艺 |
| 2.3.3 PMMA显影工艺 |
| 2.4 深紫外光刻 |
| 2.4.1 SU-8光刻胶的应用 |
| 2.4.2 深紫外光刻工艺 |
| 2.4.3 SU-8工艺研究 |
| 参考文献 |
| 第三章 ZN牺牲层技术 |
| 3.1 牺牲层技术及应用 |
| 3.1.1 牺牲层技术简介 |
| 3.1.2 牺牲层材料的选择 |
| 3.1.3 锌(Zn)牺牲层技术的应用 |
| 3.2 厚ZN牺牲层技术 |
| 3.2.1 厚Zn牺牲层制备 |
| 3.2.2 硅基底种子层选择 |
| 3.2.3 厚Zn牺牲层释放 |
| 3.3 牺牲层技术制作惯性安全系统微结构 |
| 3.3.1 用于引信的惯性安全系统微结构 |
| 3.3.2 惯性安全系统微结构制作工艺 |
| 3.3.4 微弹簧拉伸实验及拉力测试 |
| 参考文献 |
| 第四章 微电铸及纳米颗粒复合电镀研究 |
| 4.1 微电铸工艺 |
| 4.1.1 微电铸基本原理 |
| 4.1.2 大深宽比结构精密电铸特性 |
| 4.1.3 NSRL微电铸工艺 |
| 4.1.4 极限大深宽比结构微电铸工艺研究 |
| 4.2 纳米颗粒复合电镀 |
| 4.2.1 纳米颗粒复合微电铸原理 |
| 4.2.2 影响纳米Al_2O_3颗粒分散效果的因素 |
| 4.2.3 纳米颗粒复合电镀微结构的制作工艺 |
| 4.2.4 Ni/纳米Al_2O_3颗粒复合微电镀结果及性能测试 |
| 4.2.5 复合电镀喷射流场的有限元分析 |
| 4.2.5.1 高度非线性流体力学的湍流模型 |
| 4.2.5.2 通用有限元分析工具简介 |
| 4.2.5.3 复合电镀中的喷射流场模型 |
| 4.2.5.4 复合电镀喷射流场模拟结果及分析 |
| 参考文献 |
| 第五章 微型加速度触发开关研制 |
| 5.1 微型加速度触发开关简介 |
| 5.1.1 微型加速度触发开关 |
| 5.1.2 微型加速度开关研究现状 |
| 5.2 微型悬臂梁加速度开关制作 |
| 5.2.1 微型悬臂梁加速度开关工作原理 |
| 5.2.2 微型悬臂梁加速度开关制作工艺 |
| 5.2.3 悬臂梁电铸缺陷分析及优化设计 |
| 5.2.4 大深宽比微结构电铸成品率统计 |
| 5.2.5 微型悬臂梁加速度开关的运动测试 |
| 5.3 微型螺旋形加速度开关制作 |
| 5.3.1 微型螺旋形加速度开关工作原理 |
| 5.3.2 微型螺旋形加速度开关制作工艺 |
| 5.3.3 制作工艺讨论及优化 |
| 5.3.4 弹性微结构性能测试 |
| 参考文献 |
| 第六章 微型毫米波加速通道研制 |
| 6.1 微型毫米波加速装置 |
| 6.1.1 毫米波及应用 |
| 6.1.2 微型毫米波加速装置研究进展 |
| 6.2 微型毫米波矩形加速通道制作 |
| 6.2.1 微型通道结构及掩模设计 |
| 6.2.2 微型毫米波加速通道制作工艺 |
| 6.2.3 制作工艺优化 |
| 6.3 微型通道制作结果及讨论 |
| 6.3.1 多层SU-8对准光刻工艺 |
| 6.3.2 SU-8热裂解去胶及退火工艺 |
| 6.3.3 内部微结构超声清洗 |
| 参考文献 |
| 论文总结 |
| 附录 |
| 附录1:金电镀液配置 |
| 附录2:PMMA片材与基底的粘合剂配置 |
| 附录3:PMMA显影液(GG显影液)配方 |
| 附录4:牺牲层Zn电镀液配置及工艺参数 |
| 附录5:氨基磺酸镍体系电镀液配置及工艺参数 |
| 附录6:铜芯微结构电铸工艺参数 |
| 附录7:实验中使用的主要仪器规格型号 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 微细流路沟槽的传统加工方法 |
| 1.3 微细流路沟槽的激光加工方法 |
| 1.4 微细流路沟槽的材料选择 |
| 1.5 微细流路沟槽的激光铣削国内外研究现状 |
| 1.6 本课题的主要任务 |
| 2 激光铣削过程的理论分析 |
| 2.1 激光铣削材料的熔化模型 |
| 2.2 激光铣削材料的汽化模型 |
| 2.3 激光铣削排屑模型的建立 |
| 2.3.1 单脉冲铣削排屑模型的建立 |
| 2.3.2 一定重叠率下的连续铣削排屑模型的建立 |
| 2.3.3 熔屑排除的驱动力分析 |
| 2.4 真空环境和辅助同轴吹气环境下排屑原理 |
| 2.5 模具钢材料HPM75激光铣削功率密度阈值计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 试验材料与试验装置 |
| 3.1 试验材料 |
| 3.2 激光加工系统设备 |
| 3.3 加工区状态调整系统的设计 |
| 3.3.1 加工区状态调整系统的设计思想 |
| 3.3.2 加工区状态调整系统的功能要求和设计内容 |
| 3.3.3 状态调整装置的结构设计 |
| 3.3.4 不同物理状态具体调整方法 |
| 3.4 加工区状态调整系统的铣削试验应用 |
| 3.4.1 真空环境调整具体实施方式 |
| 3.5 试验方法与检测 |
| 3.5.1 铣削深度、宽度与铣削表面质量的检测条件 |
| 4 模具钢HPM75激光铣削试验 |
| 4.1 激光加工基本参数的选择 |
| 4.1.1 激光光斑尺寸的校核 |
| 4.1.2 激光输出功率的选择 |
| 4.1.3 光斑重叠率的确定 |
| 4.2 辅助同轴吹气模具钢HPM75铣削试验 |
| 4.2.1 激光输出功率对铣削宽度和深度的影响 |
| 4.2.2 离焦量对铣削宽度和深度的影响 |
| 4.2.3 辅助气体压力对铣削宽度和深度的影响 |
| 4.3.4 扫描方向对铣削宽度和深度的影响 |
| 4.2.5 保护气体种类对铣削宽度和深度的影响 |
| 4.3 真空环境模具钢HPM75铣削试验 |
| 4.3.1 激光输出功率对铣削质量的影响 |
| 4.3.2 离焦量对铣削质量的影响 |
| 4.3.3 扫描方向对铣削质量的影响 |
| 4.3.4 真空环境下和大气环境下铣削质量对比 |
| 4.3.5 真空环境下优化参数的微细流路沟槽铣削 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 微细流路沟槽激光铣削的应用 |
| 5.1 凹模图案铣削工艺路径的规划 |
| 5.1.1 对多行直线段的工艺路径规划 |
| 5.1.2 对小圆的工艺路径的规划 |
| 5.2 微细流路沟槽的铣削加工 |
| 5.3 微细流路沟槽铣削结果的检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 微细流路沟槽扫描路径数控程序举例 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文及专利申报情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 致谢 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 微热压研究概述 |
| 1.3 聚合物微热压成型研究现状 |
| 1.3.1 热压成型的工艺研究现状 |
| 1.3.2 热压成型的理论及数值模拟研究现状 |
| 1.3.3 热压成型装备技术研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 聚合物微热压成型机理 |
| 2.1 聚合物微加工成型原理 |
| 2.1.1 宏观力学表征 |
| 2.1.2 微观变形机理 |
| 2.2 聚合物粘弹性模型 |
| 2.2.1 粘弹性的经典模型 |
| 2.2.2 Boltzmann线性叠加原理 |
| 2.2.3 幂指数(Power-Law)材料模型 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 聚合物微热压过程建模研究 |
| 3.1 基于流变理论的微流控芯片热压模型 |
| 3.1.1 基于流变理论的微流控芯片热压过程建模 |
| 3.1.2 基于NS方程的热压模型 |
| 3.1.3 数值模拟 |
| 3.1.4 结论 |
| 3.2 微热压过程模型 |
| 3.2.1 成型过程建模 |
| 3.2.2 实验及结果分析 |
| 3.2.3 结论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 微热压过程聚合物流动特性研究 |
| 4.1 结构尺寸对流动过程影响 |
| 4.1.1 有限元模型 |
| 4.1.2 有限元仿真的可行性分析 |
| 4.1.3 占空比及宽厚比影响 |
| 4.1.4 深宽比影响 |
| 4.2 模具结构拓扑优化研究 |
| 4.2.1 模具不对称结构影响分析 |
| 4.2.2 结构优化 |
| 4.3 模具空间位姿对流动过程影响 |
| 4.4 压印温度影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 聚合物微热压成型过程优化研究 |
| 5.1 冷却阶段分析 |
| 5.1.1 控制方程 |
| 5.1.2 数值模拟 |
| 5.2 脱模阶段分析 |
| 5.2.1 脱模力产生机理 |
| 5.2.2 脱模力数值模拟 |
| 5.2.3 脱模过程中缺陷分析 |
| 5.2.4 改进措施 |
| 5.3 压印过程优化研究 |
| 5.3.1 模具结构拓扑优化 |
| 5.3.2 工艺优化 |
| 5.3.3 实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 微热压装备设计与实现 |
| 6.1 压印装备总体方案 |
| 6.2 温控系统设计 |
| 6.2.1 加热及冷却器件选取 |
| 6.2.2 半导体热电致冷效率计算 |
| 6.2.3 加热板设计 |
| 6.2.4 温控算法设计 |
| 6.2.5 温控回路设计 |
| 6.3 压力系统设计 |
| 6.3.1 加压器件选取 |
| 6.3.2 液压装置设计 |
| 6.3.3 液压回路设计 |
| 6.3.4 压力控制算法设计 |
| 6.4 真空系统设计 |
| 6.5 控制软件设计 |
| 6.5.1 软件总体方案 |
| 6.5.2 人机交换设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 微热压成型实验研究 |
| 7.1 压印装备性能实验研究 |
| 7.1.1 温度控制实验研究 |
| 7.1.2 压力控制精度实验研究 |
| 7.1.3 真空度控制精度实验研究 |
| 7.2 微流控芯片热压成型研究 |
| 7.2.1 实验准备 |
| 7.2.2 结果分析 |
| 7.3 导光板热压成型研究 |
| 7.3.1 实验准备 |
| 7.3.2 实验规划 |
| 7.3.3 结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文和参加科研情况 |
| 1 发表或录用的学术论文 |
| 2 发明专利及软件版权 |
| 3 参加的科研项目 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 毛细管电泳芯片的国内外发展现状 |
| 1.3 毛细管电泳芯片原理及技术 |
| 1.3.1 毛细管电泳装置及原理 |
| 1.3.2 毛细管电泳芯片装置及原理 |
| 1.4 毛细管电泳芯片的分类 |
| 1.4.1 一维毛细管电泳芯片 |
| 1.4.2 二维毛细管电泳芯片 |
| 1.4.3 多维多功能集成芯片 |
| 1.5 毛细管电泳芯片特点 |
| 1.6 研究内容 |
| 第2章 毛细管电泳芯片的准分子激光制备方法的研究 |
| 2.1 毛细管电泳芯片的材料及加工方法 |
| 2.2 PMMA基毛细管电泳芯片微通道的表面修饰 |
| 2.3 准分子激光微加工方法 |
| 2.3.1 准分子激光器 |
| 2.3.2 准分子激光微加工系统 |
| 2.4 准分子激光刻蚀毛细管电泳芯片微通道的研究 |
| 2.4.1 准分子激光刻蚀毛细管电泳芯片微通道形成的研究 |
| 2.4.2 准分子激光刻蚀微通道参数的研究 |
| 2.5 毛细管电泳芯片微通道键合前后底面粗糙度的研究 |
| 2.5.1 清洗和热压键合 |
| 2.5.2 实验结果 |
| 2.6 准分子激光刻蚀毛细管电泳芯片进样池的研究 |
| 2.6.1 引言 |
| 2.6.2 实验结果 |
| 2.7 毛细管电泳芯片的制备 |
| 2.8 检测 |
| 2.9 带有筛式入口的毛细管电泳芯片的制备研究 |
| 2.10 小结 |
| 第3章 减小准分子激光刻蚀横向影响区的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.3 两种环境中准分子刻蚀PMMA的作用机理研究 |
| 3.3.1 横向影响区与脉冲个数关系 |
| 3.3.2 刻蚀深度与脉冲个数的关系 |
| 3.3.3 光化学分析 |
| 3.3.4 热效应分析 |
| 3.3.5 准分子激光刻蚀PMMA机制的讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 毛细管电泳芯片的信号检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 激发光 |
| 4.1.2 荧光源 |
| 4.1.3 激发光与发射光的识别 |
| 4.1.4 发射光的收集 |
| 4.1.5 荧光探测器 |
| 4.2 激光诱导荧光检测系统 |
| 4.2.1 检测原理 |
| 4.2.2 检测系统总体设计 |
| 4.2.3 光路系统 |
| 4.2.4 信号收集 |
| 4.2.5 驱动高压电源 |
| 4.3 系统的安装和调试 |
| 4.3.1 机械设计部分 |
| 4.3.2 安装过程 |
| 4.4 激光诱导荧光检测实验 |
| 4.4.1 试剂 |
| 4.4.2 荧光信号采集实验 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微流控芯片的材料 |
| 1.2.1 硅 |
| 1.2.2 石英和玻璃 |
| 1.2.3 高分子聚合物 |
| 1.2.4 光敏聚合物 |
| 1.3 玻璃微流控芯片的加工 |
| 1.3.1 光刻和蚀刻技术 |
| 1.3.2 玻璃微流控芯片的封合 |
| 1.3.2.1 键合 |
| 1.3.2.2 粘接 |
| 1.4 高聚物微流控芯片的加工 |
| 1.4.1 高聚物芯片的结构成型 |
| 1.4.2 高聚物芯片的封合 |
| 1.4.2.1 热键合(Thermal bonding) |
| 1.4.2.2 层压法(Lamination) |
| 1.4.2.3 胶水粘合(Gluing) |
| 1.4.2.4 等离子体活化(Plasma treating) |
| 1.4.2.5 界面化学反应(Interface chemical reaction) |
| 1.4.3 微阳模的制备 |
| 1.4.3.1 金属阳模 |
| 1.4.3.2 硅阳模 |
| 1.4.3.3 SU-8阳模 |
| 1.5 SU-8加工技术及在微流控芯片中的应用 |
| 1.5.1 SU-8胶的主要特性 |
| 1.5.2 SU-8胶光刻工艺 |
| 1.5.3 SU-8厚胶光刻 |
| 1.5.4 影响SU-8微结构侧壁垂直度的因素 |
| 1.5.5 SU-8多层微结构 |
| 1.5.6 SU-8微流控芯片的封合 |
| 1.5.6.1 牺牲层技术(filling proess) |
| 1.5.6.2 掩模保护法(Mask proess) |
| 1.5.6.3 热键合(Thermal bonding) |
| 1.5.6.4 层压法(Lamination proess) |
| 1.5.6.5 控制曝光剂量(Partial exposure) |
| 1.5.7 SU-8微流控芯片的应用 |
| 1.5.7.1 微器件的集成 |
| 1.5.7.2 微混合/微反应器 |
| 1.5.7.3 其他应用 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 牺牲层材料用于玻璃芯片的低温粘接 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 仪器装置 |
| 2.2.2 实验材料与试剂 |
| 2.2.3 芯片的制作 |
| 2.2.4 电极的制作 |
| 2.2.5 芯片用于氨基酸分离 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 牺牲层材料的选择 |
| 2.3.2 粘接剂的选择 |
| 2.3.3 选择性曝光 |
| 2.3.4 性能特点 |
| 2.3.5 氨基酸分离 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 高聚物微流控芯片镍阳模的制作 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 仪器装置 |
| 3.2.2 实验材料与试剂 |
| 3.2.3 镍阳模的制作工艺 |
| 3.2.4 电铸工艺 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 基片的选择 |
| 3.3.2 SU-8光刻工艺 |
| 3.3.2.1 甩胶和前烘 |
| 3.3.2.2 曝光和中烘 |
| 3.3.2.3 显影 |
| 3.3.2.4 后烘 |
| 3.3.3 电解刻蚀 |
| 3.3.4 微电铸 |
| 3.3.5 PMMA微流控芯片的制作及应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第四章 高深宽比金属微结构的制作 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 仪器装置 |
| 4.2.2 实验材料与试剂 |
| 4.2.3 高深宽比金属微结构的制备 |
| 4.2.4 SU-8厚胶光刻 |
| 4.2.5 电铸工艺 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 ITO玻璃上镍掩模的制备 |
| 4.3.2 无基底反射曝光 |
| 4.3.3 高深宽比SU-8微结构的制作 |
| 4.3.4 高深宽比金属微结构的电铸 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 用相变化牺牲层材料—硫制作三维SU-8微流控芯片 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 仪器装置 |
| 5.2.2 实验材料与试剂 |
| 5.2.3 三维SU-8微流控芯片的制作 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 牺牲层材料的选择 |
| 5.3.2 微通道的制备 |
| 5.3.3 三维微流控芯片 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
