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《北京工业大学》 2006年
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高聚物基PCR微流控芯片的准分子激光制备和应用研究

姚李英  
【摘要】: 本文对生物芯片以及PCR技术的发展历史、研究现状以及未来发展趋势进行系统回顾和分析。作为第二代生物芯片的PCR微流控芯片,因其在分子生物学和生物医学上有着重要的应用,是一种值得研究的重要芯片。随后针对目前国内外PCR微流控芯片的研究现状,提出了采用准分子激光微细加工技术在价格便宜、生物兼容性好的聚甲基丙烯酸甲脂材料(PMMA)上制备PCR微流控芯片的新方法。 PCR微流控芯片的首要任务是三个恒温区换热长度的计算,针对目前PCR微流控芯片的设计缺乏理论计算和数值模拟的现状,本文应用计算流体力学软件FLUENT分别对宽100μm,深50μm的直通道、弯通道以及逶迤型通道内微流体的速度场分布和温度场分布进行了数值模拟,总结出了微流体从入口处充分发展成为层流的过渡长度以及温度场达到稳态的换热长度,随后结合进行PCR反应的原理,应用CAD软件设计出了20个循环的PCR微流控芯片。 PCR微流控芯片的制备则是采用本文提出的新方法,在PMMA材料上制备出横截面为矩形、底面光滑、逶迤型的微通道。为此在应用扫描电镜和三维形貌分析仪对PMMA表面被准分子激光刻蚀前后的形貌、刻蚀粗糙度以及单脉冲刻蚀率等进行详细分析的基础之上,总结出了准分子激光刻蚀PMMA的宏观规律和微观刻蚀机制,提出了一种准分子激光刻蚀PMMA的是光热光化学以及羽辉共同作用的理论解释。随后应用总结出的优化加工参数在该材料上刻蚀出了宽104μm,深56μm,矩形度高达80%,底面光滑的20个循环的PCR微流控芯片。 制备出来的芯片必须和相同尺寸的盖片键合在一起,在芯片表面形成密闭的微通道才能投入使用。为此本文应用自己搭建的热压键合装置分析了PMMA基PCR微流控芯片热压键合过程中压力、温度以及恒温时间对键合质量影响的分析,总结出了该芯片进行热压键合的优化参数为:160N,95°C和20分钟,然后在此参数下,将该芯片和相同尺寸的盖片键合在了一起,键合后的芯片具有良好的密封性能,最大能够承受0.85Mpa的压力。 键合好的芯片还必须和本文自己设计的多路温控系统集成在一起才能投入使用。该温控制系统主要包括两部分:1)温控功能的实现;2)温控系统隔热效果的理论计算和实际测量。其功能的实现主要是采用AD590作为温度传感器,采
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN492

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【引证文献】
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1 孔峥;基于VxWorks的PCR微流控芯片嵌入式控温系统研究[D];北京工业大学;2008年
2 任艺;微流控PCR芯片数值模拟与荧光检测微器件及实验装置研究[D];北京工业大学;2009年
【参考文献】
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1 王海宁,王水弟,蔡坚,贾松良;先进的MEMS封装技术[J];半导体技术;2003年06期
2 府伟灵;生物芯片概述[J];第三军医大学学报;2002年01期
3 刘振全;集成温度传感器AD590及其应用[J];电子质量;2004年12期
4 孟斐,陈恒武,方群,朱海霖,方肇伦;聚二甲基硅氧烷微流控芯片的紫外光照射表面处理研究[J];高等学校化学学报;2002年07期
5 刘金华,殷学锋,徐光明,方肇伦,陈怀增;流动型微流控PCR扩增芯片的研究[J];高等学校化学学报;2003年02期
6 刘金华,殷学锋,方肇伦;螺旋通道微流控PCR芯片连续自动扩增DNA片段的研究[J];高等学校化学学报;2004年01期
7 殷伯华,张瑜,陈涛;基于Intel8254的准分子激光外触发器的研究[J];光电子·激光;2004年04期
8 李呈德,万盈,左铁钏;实用型准分子激光微细加工机研制[J];光学精密工程;1999年01期
9 徐炳森,项黎新,邵健忠;生物芯片及其研究进展[J];浙江大学学报(理学版);2001年04期
10 许俊泉,贺学忠,周玉祥,刘理天,程京;生物芯片技术的发展与应用[J];科学通报;1999年24期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋炳炎;翟瞻宇;申瑞霞;邱庆军;;微流控芯片脱模缺陷分析及其脱模装置研究[J];工程塑料应用;2010年01期
2 李常峰;蒋炳炎;申瑞霞;侯文潭;;微流控芯片超声振动注射成型模具设计[J];工程塑料应用;2010年02期
3 董玲;;微流控合成简介及其研究进展[J];合肥师范学院学报;2009年03期
4 沈春修;;分子生物学技术在百合病毒病害检测中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
5 龚成珍;胡永浩;王东升;张世栋;严作廷;;基因芯片技术及其在兽医学中的应用[J];安徽农业科学;2011年08期
6 陈九武,王志强;毛细管电泳在氨基酸分析检测中的应用进展[J];氨基酸和生物资源;2004年03期
7 马志华;陈东高;谭兵;王法科;任宝辉;李娜;;5052铝合金CO_2激光-MIG复合焊接工艺对焊缝成形的影响[J];兵器材料科学与工程;2012年02期
8 王振宇,成立,祝俊;微/纳米级微电子机械系统制造新技术[J];半导体技术;2005年08期
9 田丽,刘晓为,王喜莲,田雷,敖明胜,熊俊;毛细管电泳芯片的模拟设计与实验研究[J];微纳电子技术;2003年Z1期
10 李霞,温志渝,李星海,吴英,彭述成;电泳芯片的低电压分离模型及控制系统[J];微纳电子技术;2003年Z1期
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1 张圣卓;刘吉晓;李松晶;;采用无阀微泵的微调焦系统特性研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
2 魏兵;夏明安;;先进的MEMS封装技术及应用[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(1)[C];2008年
3 柴黎;程乃平;姚秀芳;王卫国;;对负反馈电路的几点认识[A];全国高等学校电子技术研究会2008年年会论文集[C];2008年
4 董志芳;;功率MOSFET低温工作特性分析[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
5 陈秋;夏永鹏;邱宗荫;;分子生物学在中药新药开发中的应用进展[A];2004年全国生物技术学术研讨会论文集[C];2004年
6 祁俊峰;田胜;陈虹;肖荣诗;左铁钏;;板条CO_2激光焊接7075-T6高强铝合金[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
7 陈虹;祁俊峰;吴世凯;张正伟;陈铠;肖荣诗;左铁钏;;光束聚焦特性对激光焊接的影响[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
8 章春笋;徐进良;;PCR聚合物芯片研究进展及产业化前景[A];中国传感器产业发展论坛暨东北MEMS研发联合体研讨会论文集[C];2004年
9 陈继民;岳灿甫;;激光近形制造技术及送粉方式对成形的影响[A];第十届全国特种加工学术会议论文集[C];2003年
10 肖荣诗;康黎;杨武雄;陈铠;左铁钏;;铝合金厚板窄间隙激光焊接工艺技术研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
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1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 徐波;基于微流控芯片的二维电泳分离及蛋白质预富集研究[D];华中科技大学;2010年
3 曲平;分子印迹微流控手性分离研究[D];南京大学;2010年
4 陈贝贝;基于ICP-MS的联用技术及其在生命体系中元素与形态分析的应用[D];武汉大学;2010年
5 张婷;微流控皮升级平移自发试样引入方法及其在高速毛细管电泳中的应用[D];浙江大学;2009年
6 潘建章;微型化吸收光度分析系统及其应用研究[D];浙江大学;2010年
7 李志明;温敏聚N-异丙基丙烯酰胺整体柱操控微流体的研究[D];浙江大学;2010年
8 马丹;温度敏感性PNIPAAm-g-PDMS智能表面的制备、性能研究及在细胞培养中的应用[D];浙江大学;2010年
9 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
10 晁侃;微流控系统调控电渗流和热效应数值研究[D];华中科技大学;2011年
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1 范锐;脐橙(Citrus sinensis Osbeck)果实采后商业贮藏中基因表达的芯片分析及候选基因的表达验证[D];华中农业大学;2010年
2 李阳龙;液晶光学器件功能薄膜的激光损伤机理研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 张乐朋;前驱体碳化等离子熔覆高铬铁基耐磨涂层组织与性能研究[D];山东科技大学;2010年
4 张传晖;煤矿架空乘人装置的系统研究[D];山东科技大学;2010年
5 周胜男;马铃薯中酚类物质的提取、纯化及检测方法研究[D];安徽农业大学;2010年
6 张颖;四种药物的毛细管电泳电化学发光法分析[D];郑州大学;2010年
7 王伟;微流控芯片技术对禽流感病毒的快速检测[D];山东农业大学;2010年
8 朱杰英;基于CCD的多通道毛细管电泳信号处理研究[D];大连理工大学;2010年
9 庞中华;微流控芯片注塑成型工艺规范的试验研究与质量预测[D];大连理工大学;2010年
10 王学虎;微流控芯片注射压缩成型及其可视化的研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 赵湛,崔大付,于中尧,王利;基于MEMS技术的PCR生物芯片的研究[J];传感器技术;2001年06期
2 章春笋,徐进良;空域PCR芯片/微装置中温度控制技术[J];传感器技术;2004年10期
3 林梅;宋璐璐;毛国军;;PCR技术的研究进展[J];大众科技;2007年05期
4 章春笋;邢达;李彧媛;;激光技术在聚合酶链式反应微流控芯片中的应用[J];分析化学;2008年02期
5 刘金华,殷学锋,徐光明,方肇伦,陈怀增;流动型微流控PCR扩增芯片的研究[J];高等学校化学学报;2003年02期
6 刘金华,殷学锋,方肇伦;螺旋通道微流控PCR芯片连续自动扩增DNA片段的研究[J];高等学校化学学报;2004年01期
7 吴坚,曹文祺;聚合酶链式反应(PCR)荧光检测研究[J];计量学报;2002年02期
8 朱睿,肖松山,范世福;微流控芯片检测技术进展[J];纳米技术与精密工程;2005年01期
9 裴凌鹏,张天宇,黄勤妮;生物芯片浅谈[J];首都师范大学学报(自然科学版);2002年02期
10 祁恒;姚李英;王桐;陈涛;左铁钏;;PMMA基PCR微流控生物芯片准分子激光加工[J];微细加工技术;2006年01期
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1 刘长春;崔大付;蔡浩原;苏波;陈兴;王海宁;耿照新;;集成光纤的PDMS夹心式微流控芯片及便携式LED诱导荧光检测系统[A];第三届全国微全分析系统学术会议论文集[C];2005年
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1 程红蓉;一种实时嵌入式操作系统内核DeltaCORE的设计与实现[D];电子科技大学;2001年
【二级参考文献】
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1 李秀清,周继红;MEMS封装技术现状与发展趋势[J];半导体情报;2001年05期
2 蒋敏兰,胡生清,幸国全;AD590温度传感器的非线性补偿及应用[J];传感器技术;2001年10期
3 方肇伦;微流控分析芯片发展与展望[J];大学化学;2001年02期
4 王大海;新型温湿度自动控制系统的设计与应用[J];电子工程师;2002年03期
5 王辉,戴忠鹏,王利,白吉玲,林炳承;氨基酸对映体的芯片毛细管电泳拆分[J];分析化学;2002年06期
6 殷学锋,沈宏,方肇伦;制造玻璃微流控芯片的简易加工技术[J];分析化学;2003年01期
7 金亚,罗国安,汤扬华,周兆英;集成毛细管电泳芯片系统的制作、测试及应用[J];分析科学学报;2001年02期
8 辛企明,蒋月娟;21世纪初光学零件加工技术的发展趋势[J];光电子技术与信息;2000年03期
9 徐溢,EijkelJanC.T.,ManzA.;微型全化学分析系统及技术进展[J];高等学校化学学报;2000年07期
10 刘金华,殷学锋,徐光明,方肇伦,陈怀增;流动型微流控PCR扩增芯片的研究[J];高等学校化学学报;2003年02期
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1 王晓华,张宝顺,王玉霞,任大翠,张兴德;微通道热沉标准单元制作的SEM观察[J];电子显微学报;2000年04期
2 周继军,徐进良,甘云华,陈勇;微通道中临界热流密度的实验研究[J];自然科学进展;2005年05期
3 咏涛;实用100kW级二极管列阵[J];激光与光电子学进展;2002年05期
4 何叶,李磊民,杨涛;基于MEMS技术的新型微冷却方式[J];仪表技术与传感器;2004年09期
5 王晓东,刘冲,马骊群,王立鼎;塑料微流控芯片微通道热压成形机的研制[J];制造技术与机床;2004年11期
6 廖彦剑;郑小林;廖斌;胡南;张文献;罗洪艳;候文生;;利用高速摄像分析微通道红细胞变形性方法的初步研究[J];激光杂志;2010年04期
7 赵明富;朱家义;毕会英;;电冰箱模糊控制的设计探讨[J];电工技术;1998年08期
8 邹恩,林亿钦,张泰山;神经网络在温度控制系统中的应用[J];仪表技术与传感器;2002年06期
9 吴慧英,郑平;集成微热沉系统的设计和制作[J];微细加工技术;2004年01期
10 赵安新,赵同刚;高速光收发模块的设计[J];光电技术应用;2005年04期
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1 刘畅;兰文杰;徐建鸿;骆广生;;微通道技术制备有机-无机纳米复合材料微球[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
2 王卫东;贾建援;王洪喜;;微通道换热实验装置的设计与实验研究[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
3 贾少波;;全周期气候性能(LCCP)法及其在微通道管冷凝机组系统上的应用[A];第七届全国食品冷藏链大会论文集[C];2010年
4 姚李英;祁恒;陈涛;左铁钏;;PCR微流控芯片的数值模拟[A];第三届全国微全分析系统学术会议论文集[C];2005年
5 刘笔锋;骆清铭;Shigeru Terabe;;电泳芯片微通道中分子传递效率的比较研究[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
6 娄文忠;Herbert Reichel;;硅微通道致冷系统设计与仿真研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
7 刘建和;李炯明;陈戬;张劲松;姜永明;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;局麻下微通道经皮肾镜取石术[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
8 屈卫星;程永毅;;B超定位下微通道经皮肾镜取石术治疗无积水肾肾盏结石[A];第十六届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2009年
9 李炯明;刘建和;陈戬;姜永明;张劲松;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;微通道经皮肾镜取石术的并发症及处理[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
10 王玉军;毕元春;赵斌;骆广生;;运用微通道技术制备氧化锌材料[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
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1 ;西安工业大学——坚持特色 奋勇争先[N];中国教育报;2006年
2 记者 唐景莉通讯员 王锋 实习生 乔欣;向世界展示中国志愿者风采[N];中国教育报;2008年
3 常丽君;让京城污水换清波[N];科技日报;2008年
4 记者 陈欣然;天津工大喜迎建校五十周年[N];天津教育报;2008年
5 吴铝锌;教育部部长周济湖南省省长周伯华视察湖南工业大学(筹)[N];中国包装报;2005年
6 张孺海 刘易国;让鸟儿自由飞翔[N];湖北日报;2005年
7 付比兴 本报记者 李兵;“开学在即,我还在为学费发愁”[N];锦州日报;2006年
8 刘国华;大连轻工业学院正式更名为大连工业大学[N];辽宁日报;2007年
9 周颐;校企合作育人才[N];现代物流报;2006年
10 刘玉靖 武晓东;三驾马车领跑科研攻关[N];中国纺织报;2007年
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1 姚李英;高聚物基PCR微流控芯片的准分子激光制备和应用研究[D];北京工业大学;2006年
2 刘江疆;基于微通道内表面张力控制和驱动的分析新方法研究[D];清华大学;2010年
3 季喜燕;微通道内气液两相流动及传质过程研究[D];天津大学;2011年
4 范晓光;微通道内蒸汽及混合蒸气冷凝流动与传热[D];大连理工大学;2012年
5 付涛涛;微通道内气液两相流及气泡行为研究[D];天津大学;2010年
6 金庆辉;微通道电泳芯片系统的原理、方法和应用研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
7 王国栋;微通道内稳定流动沸腾的换热特性及沸腾不稳定性研究[D];上海交通大学;2010年
8 刘芸;微流控芯片酶反应器的研究[D];复旦大学;2007年
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10 王艳;基于MEMS加工工艺的复杂结构微通道散热器研究[D];上海交通大学;2009年
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1 韩建超;微通道热压成形温度控制系统研究[D];大连理工大学;2004年
2 刘莹莹;网络化微通道散热器的设计仿真与温度控制[D];西安电子科技大学;2008年
3 高晓玉;微通道光生物制氢反应器内微生物生长及传输特性[D];重庆大学;2010年
4 吴扬;半导体温度控制仪的研制[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 洪毅;复合材料船用螺旋桨结构设计研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 李胜忠;基于FLUENT的二维数值波浪水槽研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 江涛;基于MEMS技术的直流电渗流微泵的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 罗娟;闭环水冷系统的设计方法与应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 汪洪丹;微流体系统的数值模拟[D];华中科技大学;2008年
10 李萌萌;微通道气体流动的分子动力学模拟[D];西安电子科技大学;2005年
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