| 摘要 | 第4-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 课题来源、研究背景及意义 | 第11-13页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第11页 |
| 1.1.2 研究背景及意义 | 第11-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-18页 |
| 1.2.1 微流控芯片微粒分选技术的研究现状 | 第13-17页 |
| 1.2.2 介电泳微粒分选芯片的类型及研究现状 | 第17-18页 |
| 1.3 介电泳分选芯片的种类 | 第18-20页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第20-23页 |
| 第二章 微流控芯片中微粒分选机理 | 第23-38页 |
| 2.1 引言 | 第23页 |
| 2.2 微通道中的流体流动 | 第23-25页 |
| 2.2.1 微通道中的流体层流流动 | 第23-24页 |
| 2.2.2 流体流动连续性方程 | 第24页 |
| 2.2.3 流体流动动量方程 | 第24页 |
| 2.2.4 流体流动能量方程 | 第24-25页 |
| 2.3 介电泳基础理论 | 第25-30页 |
| 2.3.1 偶极矩理论 | 第25-26页 |
| 2.3.2 理想微粒在直流电场中的介电泳力 | 第26-28页 |
| 2.3.3 理想微粒在交流电场中的介电泳力 | 第28-29页 |
| 2.3.4 影响介电泳分选效率的主要因素 | 第29-30页 |
| 2.3.5 焦耳热效应对介电泳分选的影响 | 第30页 |
| 2.4 微粒的介电泳分选方案 | 第30-31页 |
| 2.5 待分选对象的频率响应 | 第31-34页 |
| 2.5.1 酵母菌的频率响应分析 | 第31-33页 |
| 2.5.2 聚苯乙烯微球的频率特性 | 第33-34页 |
| 2.6 流场中微粒受到其他力 | 第34-36页 |
| 2.6.1 微粒在流体中所受斯托克斯力阻力 | 第34-35页 |
| 2.6.2 微粒在流体中所受巴塞特(Basset)力 | 第35页 |
| 2.6.3 流体作用附加质量力 | 第35页 |
| 2.6.4 流体作用的Magnus力 | 第35页 |
| 2.6.5 重力与浮力 | 第35-36页 |
| 2.7 微粒在微通道中的运动分析 | 第36-37页 |
| 2.8 本章小结 | 第37-38页 |
| 第三章 微粒分选芯片的结构设计与仿真分析 | 第38-50页 |
| 3.1 引言 | 第38页 |
| 3.2 分选芯片结构设计 | 第38-39页 |
| 3.3 微粒分选芯片仿真模型的建立 | 第39-42页 |
| 3.3.1 几何模型的建立 | 第39-40页 |
| 3.3.2 网格划分 | 第40页 |
| 3.3.3 边界条件的确定 | 第40-42页 |
| 3.4 微粒的介电泳分选芯过程仿真 | 第42-46页 |
| 3.4.1 微通道中电场强度的分布 | 第42页 |
| 3.4.2 微通道中的流场分布 | 第42-43页 |
| 3.4.3 微通道中的温度分布 | 第43页 |
| 3.4.4 微通道中介电泳力分析 | 第43-44页 |
| 3.4.5 通道中微粒的运动轨迹分析 | 第44-46页 |
| 3.5 微粒分选效果的影响因素 | 第46-49页 |
| 3.5.1 电极宽度比对分选阈值电压的影响 | 第46-47页 |
| 3.5.2 电极对数对分选阈值电压的影响 | 第47-48页 |
| 3.5.3 外加电压对温度场的影响 | 第48-49页 |
| 3.5.4 微通道入口角度对分选电压阈值的影响 | 第49页 |
| 3.6 本章小结 | 第49-50页 |
| 第四章 分选芯片的制作与封装 | 第50-64页 |
| 4.1 引言 | 第50页 |
| 4.2 PDMS的结构和性能 | 第50-51页 |
| 4.2.1 PDMS的结构 | 第50页 |
| 4.2.2 PDMS的性能 | 第50-51页 |
| 4.2.3 制备分选芯片所需实验仪器 | 第51页 |
| 4.3 分选芯片的加工过程 | 第51-58页 |
| 4.3.1 掩膜的设计与加工 | 第52页 |
| 4.3.2 分选芯片电极的加工 | 第52-56页 |
| 4.3.3 分选芯片微通道的制作 | 第56-57页 |
| 4.3.4 ITO基底层与微通道的键合 | 第57-58页 |
| 4.4 芯片性能的测试 | 第58-63页 |
| 4.4.1 进样微泵的设计原理 | 第59-60页 |
| 4.4.2 测试通道的设计 | 第60-61页 |
| 4.4.3 外加电压与流体流量关系 | 第61-62页 |
| 4.4.4 液滴生成 | 第62-63页 |
| 4.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 第五章 DEP芯片上微粒分选实验研究 | 第64-72页 |
| 5.1 引言 | 第64页 |
| 5.2 DEP分选实验系统的搭建 | 第64-66页 |
| 5.2.1 分选芯片的电路设计 | 第64页 |
| 5.2.2 分选芯片流体控制系统 | 第64-65页 |
| 5.2.3 分选芯片实验平台的搭建 | 第65-66页 |
| 5.3 DEP分选实验准备 | 第66-67页 |
| 5.3.1 聚苯乙烯微球的清洗 | 第66-67页 |
| 5.3.2 酵母菌溶液的制备 | 第67页 |
| 5.4 DEP分选芯片实验研究 | 第67-70页 |
| 5.4.1 酵母菌的聚焦 | 第67-68页 |
| 5.4.2 单种微球的运动分析 | 第68-70页 |
| 5.5 本章小结 | 第70-72页 |
| 第六章 结论与展望 | 第72-74页 |
| 6.1 全文总结 | 第72-73页 |
| 6.2 展望 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-80页 |
| 攻读学位期间取得的相关科研成果 | 第80-82页 |
| 致谢 | 第82页 |