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《大连理工大学》 2010年
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聚合物PMMA电喷雾芯片制作工艺研究

邹海波  
【摘要】: 微流控芯片实验室又称芯片实验室(Lab-on-a-chip)或微流控芯片(Microfluidic),是把化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测及细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上,由微通道形成网络,以可控流体贯穿整个系统,用以取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台。微流控芯片在医学、生命科学、药物开发、化学、食品和环境卫生监测等领域有着广阔的应用前景。检测是微流控芯片中一个重要的功能模块,常规的微流控芯片检测器分为光学检测、电化学检测和质谱检测。质谱检测有电喷雾质谱(Electrospray Ionization Mass Spectrometry, ESI)和基体辅助激光解析电离(Matrix Assisted Laser Desorption Ionization, MALDI)质谱两种形式。 20世纪80年代,两个独特的应用领域向实用质谱技术提出了挑战:①分析大分子化合物;②迫切地需要为液相色谱和质谱之间提供有效的接口。1989年美国科学家约翰.芬恩(John B. Fenn)首次将电喷雾电离法应用在质谱技术上,为这两方面的特殊要求提供了完美的解决方案,并由此获得了2002年的诺贝尔化学奖。电喷雾电离方法凭借其在处理大分子蛋白质的优势,得到了越来越多的关注。 基于MEMS工艺加工制作硅模具,并且比较了湿法腐蚀和干法腐蚀的优缺点,进一步优化了制作硅模具的工艺参数。采用热压后键合的方法制作PMMA电喷雾芯片,由于电喷雾芯片的微沟道要制作在PMMA芯片的尖端上,需要热压时先将模具与PMMA芯片对准,并且微沟道要形成开口。利用传统的热压方法制作出的微沟道尖端填充不满,键合后不能形成密闭沟道并且无毛细现象;并且凭借手动对准也不能保证微沟道与PMMA芯片尖端之间的相对位置。针对上述问题本文提出了一种新颖、简单的制作方法,先在PMMA芯片上用小电流激光切割出尖角痕迹,然后再立体视觉显微镜下用机械手操作对准,固定后热压、键合,成功制作了聚合物PMMA电喷雾芯片,其沟道形貌、位置均符合要求。并对其进行了简单的测试,试剂为浓度为30%的乙醇溶液,在喷尖与极板间距为233微米,喷雾电压为2000V的条件下,形成了稳定的电喷雾。并测量了喷雾电压与喷雾电流和喷尖极板距离的关系。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN405

【参考文献】
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