基于流式细胞技术的微流控芯片的研究

【摘要】：利用微机电技术所制成的微流体芯片结合生物医学的特殊领域---生物微机电系统已成为一种革命性的技术。微流控芯片具有体积小、试样及试剂消耗少、散热性好、灵活方便以及可重复使用等优点。本文探讨了基于流式细胞技术的微流控芯片的建模和制作工艺，建立了芯片的模型并通过仿真优化其内部结构，进行了用于微流体控制系统的微阀、微流量计的研制，为微流控芯片的多集成快速发展打下基础。 本文主要研究了基于流式细胞技术的微流控芯片，对流体通道进行了设计和优化，提出了新的聚焦通道模型，通过分析比较，得到最理想的结构。采用SU-8胶工艺替代硅刻蚀工艺来制作微通道模具，对SU-8胶的加工工艺进行了分析和讨论，对各影响因素进行了分析和优化，最终得出一套完整的SU-8胶模具加工方案。采用浇注PDMS方法制作微流控芯片，对芯片的聚焦效果等进行了实验验证。对流体控制系统中微流量计和微阀进行了研究，通过仿真对它们的模型进行了优化，并通过实验对其效果进行了验证。 本文的创新性工作包括： 1、通过仿真研究完成了微流控芯片的建模，通过交口角度和交口形状的优化改进了微流控芯片的内部结构，提高了流体聚焦的性能； 2、基于SU-8胶和PDMS开发了一种微流控芯片的制备工艺，并完成了微流控芯片的制备，应用该芯片成功完成流体聚焦和微球的单列通过； 3、提出一种采用双加热器三传感器的新的流量计结构，降低了器件功耗，提高了检测精度与范围。