基于新型3D电极的介电泳微粒分离微流控芯片研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第10-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-17页 |
| 1.2.1 微流控分离技术研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.2 微流控分离芯片电极加工方法研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第17-18页 |
| 第2章 微流控分离芯片中微粒分离机理 | 第18-32页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 微通道中流体的流动 | 第18-20页 |
| 2.2.1 流体连续性方程 | 第18-19页 |
| 2.2.2 纳维-斯托克斯方程 | 第19页 |
| 2.2.3 微通道中的层流流动 | 第19-20页 |
| 2.3 非均匀电场中的介电泳力 | 第20-24页 |
| 2.3.1 介电泳基本原理 | 第20-21页 |
| 2.3.2 理想微球上的有效偶极矩 | 第21-23页 |
| 2.3.3 交流电场中的介电泳力 | 第23-24页 |
| 2.4 微粒的频率响应特性 | 第24-27页 |
| 2.4.1 聚苯乙烯微球的频率特性 | 第24-25页 |
| 2.4.2 酵母菌的频率特性 | 第25-27页 |
| 2.5 流场中微粒上的其他力 | 第27-28页 |
| 2.5.1 流体作用斯托克斯阻力 | 第27页 |
| 2.5.2 流体作用附加质量力 | 第27-28页 |
| 2.5.3 流体作用巴塞特力 | 第28页 |
| 2.6 微粒的运动分析 | 第28-30页 |
| 2.7 分离芯片中微粒分离方案 | 第30-31页 |
| 2.8 本章小结 | 第31-32页 |
| 第3章 微粒分离微流控芯片的设计与仿真 | 第32-45页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 微粒分离微流控芯片的设计 | 第32-34页 |
| 3.2.1 三层结构分离芯片的结构设计 | 第32-33页 |
| 3.2.2 AgPDMS 电极对微粒分离影响分析 | 第33-34页 |
| 3.3 微粒分离微流控芯片仿真的模型建立 | 第34-37页 |
| 3.3.1 分离芯片二维仿真模型的建立 | 第34-36页 |
| 3.3.2 控制方程与边界条件的确定 | 第36-37页 |
| 3.4 微粒分离微流控芯片仿真的结果分析 | 第37-41页 |
| 3.4.1 主通道中流场分析 | 第37-38页 |
| 3.4.2 主通道中电场分析 | 第38页 |
| 3.4.3 主通道中介电泳力分析 | 第38-39页 |
| 3.4.4 微粒运动轨迹分析 | 第39-41页 |
| 3.5 微粒分离芯片结构主要参数影响分析 | 第41-44页 |
| 3.5.1 3D 电极间距影响分析 | 第42-43页 |
| 3.5.2 主通道宽度影响分析 | 第43-44页 |
| 3.6 本章小结 | 第44-45页 |
| 第4章 微粒分离芯片制作与封装 | 第45-56页 |
| 4.1 引言 | 第45页 |
| 4.2 分离芯片加工方案设计 | 第45-46页 |
| 4.3 分离芯片各层结构加工方法 | 第46-51页 |
| 4.3.1 掩膜的设计与加工 | 第46页 |
| 4.3.2 ITO 基底层加工 | 第46-48页 |
| 4.3.3 3D 电极层加工 | 第48-50页 |
| 4.3.4 PDMS 通道层加工 | 第50-51页 |
| 4.4 分离芯片的封装 | 第51-52页 |
| 4.5 分离芯片性能评估 | 第52-55页 |
| 4.5.1 3D 电极性能测试 | 第52-54页 |
| 4.5.2 分离芯片密封性测试 | 第54页 |
| 4.5.3 分离芯片流体通畅性测试 | 第54-55页 |
| 4.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 第5章 微粒分离微流控芯片实验研究 | 第56-70页 |
| 5.1 引言 | 第56页 |
| 5.2 微粒分离系统搭建 | 第56-57页 |
| 5.2.1 分离系统交流电信号模块 | 第56-57页 |
| 5.2.2 分离系统图像采集模块 | 第57页 |
| 5.3 分离芯片实验样品准备 | 第57-59页 |
| 5.3.1 聚苯乙烯悬浮液的制备 | 第57-58页 |
| 5.3.2 酵母菌悬浮液的制备 | 第58-59页 |
| 5.4 微流控分离芯片实验研究 | 第59-69页 |
| 5.4.1 预实验研究 | 第59-61页 |
| 5.4.2 单种微粒运动分析 | 第61-63页 |
| 5.4.3 不同尺寸 PS 微球分离实验 | 第63-65页 |
| 5.4.4 不同介电特性微粒分离实验 | 第65-68页 |
| 5.4.5 分离实验的补充说明 | 第68-69页 |
| 5.5 本章小结 | 第69-70页 |
| 结论 | 第70-71页 |
| 参考文献 | 第71-76页 |
| 致谢 | 第76页 |
