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《东南大学》 2006年
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应用于生物医学检测的MEMS器件的制造

程佳  
【摘要】: 随着MEMS(Micro Electro-Mechanical System,微机电系统)制造技术的不断发展,生物医学与其之间的联系越来越紧密,自上世纪90年代初提出uTAS(Micro Total Analysis System,微全分析系统)之后,各种各样的微流控芯片、微反应器、微电极、微分离器等便大量涌现,广泛应用于药物检测、环境监测、基因分析等诸多领域中,并且由于其试剂消耗量少、检测效率高、环境污染小、体积小、易于携带等优点,在生物医学、化学、环境工程等领域受到越来越多的重视。本课题旨在利用MEMS制造工艺研制出应用于化学发光以及荧光检测的微流控芯片,应用于电化学检测的圆盘电极阵列,以及应用于血液分离的LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics,低温共烧陶瓷)微器件。为光学检测、电化学检测以及血液分离提供适合的微反应环境,逐步实现在线检测以及芯片实验室的功能。 应用于化学发光以及荧光检测的微流控芯片以苏打玻璃作为基底,通过匀胶、曝光、显影、刻蚀等一系列工序在玻璃表面制作出微通道,将氧等离子体处理之后的PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)与基底进行共价键结合来实现PDMS胶体对微通道的密封,从而完成微流控芯片的制作。文中详细介绍了微流控芯片制作的各个步骤,分析了各工艺参数对性能的影响,并与利用阳极键合技术与软刻蚀技术制造的微流控芯片进行了优缺点的比较。通过测试表明经过氧等离子体处理之后的PDMS能够与玻璃基底形成强度极高的共价键键合,其键合强度已大于PDMS的本体强度,在测试过程中未发生因微通道内液体压力过大而产生的渗漏现象以及PDMS在键合过程中堵塞微通道的现象,为化学发光和荧光检测提供了良好的微反应环境。 应用于电化学检测的圆盘电极阵列采用苏打玻璃作为基底,通过匀胶、曝光、显影、溅射等一系列工序在晶圆上制造了两种直径不同的能够应用于不同检测要求的微电极阵列。文中详细介绍了电极制作的各个步骤,分析了各工艺参数对电极性能的影响。通过自组装单分子膜技术将肠毒素C的单克隆抗体固定在圆盘电极表面,分别在含有抗原与不含抗原的缓冲液中,利用电化学循环伏安法分析了氧化还原探针Fe (CN)_6~(3-/4-)与电极表面自组装单分子膜N-乙酰半胱氨酸之间的反应关系,以及抗原与抗体之间的反应关系。从测试结果可以看出,该电极阵列具有检测时间短、响应灵敏度高、操作简单等优点,可用于对其表面所修饰的单分子膜的分析,也可用于对抗原抗体反应做出分析。 应用于血液分离的微器件以低温共烧陶瓷带作为制造材料,由垂直结构的微加速器与水平结构的离心分离器结合而成,利用经过加速之后的血液在流过微圆弧通道时所产生的离心力来实现对血液中血细胞的分离。文中介绍了利用ANSYS软件对分离模型进行流体仿真的方法,介绍了利用冲孔、迭片、切割、烧结等工艺对十层LTCC进行加工制作的方法,分析了不同工艺参数对芯片性能的影响,尤其对任意尺寸的微孔与微通道的制作进行了比较详细的分析。利用此分离器件对全血做血液分离测试,表明该器件能够对血细胞尤其是白细胞起到一定程度的分离作用,实现了对血液的初步分离。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH772

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚玉堂;电分析化学实验技术的应用和发展[J];赤峰学院学报(自然科学版);2005年05期
2 周翠凤,李红,李伟善;6-巯基嘌呤自组装膜的制备及其电化学行为表征[J];传感技术学报;2002年04期
3 刘长春,崔大付,王利;聚二甲基硅氧烷微流体芯片的制作技术[J];传感器技术;2004年07期
4 古宁宇,董绍俊;超微电极的新进展[J];大学化学;2001年01期
5 何健锋;LTCC基板制造及控制技术[J];电子工艺技术;2005年02期
6 谢锦春,崔志立,薛峰,张晔晖,徐晓洁;超微电极技术与应用[J];分析测试技术与仪器;2004年02期
7 赵旭,陈迪,张大成;三维微加工新技术——DEM技术研究[J];高技术通讯;2000年05期
8 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
9 叶美英,方群,殷学锋,方肇伦;聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片封接技术的研究[J];高等学校化学学报;2002年12期
10 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴英,江永清,温志渝,张正元;多晶硅微型电极阵列的研制[J];半导体光电;2005年04期
2 沈德新,张春权,罗仲梓,周勇亮,张峰,李佳,田昭武;PDMS微流控芯片中真空氧等离子体键合方法[J];微纳电子技术;2003年Z1期
3 孔祥东,张玉林,宋会英;LIGA工艺的发展及应用[J];微纳电子技术;2004年05期
4 辛龙涛,陈华,夏之宁;微流控分析芯片制作中的低温键合技术[J];微纳电子技术;2004年11期
5 马建国,刘淑娟,曹小红;聚氨基β-环糊精膜修饰电极对抗坏血酸电催化作用的研究[J];传感技术学报;2005年01期
6 李兴伟,王秀丽,刘国成,林宏艳;[(C_2H_5)_4N]_4GeMo_(12)O_(40)纳米粒子体修饰碳糊电极的制备及其电化学行为研究[J];东北师大学报(自然科学版);2005年03期
7 赵燕,张亚利,焦奎;纳米阵列电极研究进展[J];大学化学;2004年05期
8 龙乐;;低温共烧陶瓷基板及其封装应用[J];电子与封装;2006年11期
9 杨光;胡君遂;堵永国;芦玉峰;杨娟;吴剑锋;;MAS系LTCC流延浆料的研究[J];电子元件与材料;2006年11期
10 马建国;刘淑娟;包道龙;;壳聚糖衍生物修饰电极测定水中NO_2~-的研究[J];环境科学与技术;2006年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王周海;王小陆;李雁;;基于LTCC基板的多联收发模块[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
2 刘淑娟;马建国;;基于β-环糊精交联聚合物修饰电极的电化学行为的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
3 马建国;彭道锋;;抗坏血酸共存下用聚氨基-β-环糊精修饰电极测定多巴胺[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
4 苏波;崔大付;刘长春;陈兴;;微流体光纤芯片的研究进展[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
5 韩福柱;马莹;周晓光;祝明德;;微细阵列电极的电火花线切割加工研究[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
6 林炳承;秦建华;;微流控芯片与药物筛选[A];2006年全国生化与生物技术药物学术年会论文集[C];2006年
7 薛向尧;张平;黎海文;刘永顺;吴一辉;;PDMS氧等离子体长效活性表面处理及与Si的键合研究[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
8 曾湖烈;苏荣国;林金明;;聚二甲基硅氧烷高聚物微流控芯片的制作与功能性修饰及其在手性分子识别中的应用[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
9 李成武;高云华;陈志锋;李清岭;;毛细管电泳芯片简化安培检测系统的研制[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
10 杜晓光;方肇伦;;聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片分离DNA片段的初步研究[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
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1 刘军山;PMMA集成毛细管电泳芯片制作工艺研究[D];大连理工大学;2005年
2 贾智;微电子机械系统中新型电磁微电机的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
3 郭占社;基于微机械工艺的电磁型平面微电机的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
4 罗跃生;硅微型陀螺仪的力学分析和数学模型[D];哈尔滨工程大学;2003年
5 费俊杰;Os~(2+)/Os~(3+)氧化还原聚合物薄膜电极及其生物传感研究[D];武汉大学;2004年
6 刘天军;数字化细胞微注射技术及其应用研究[D];南京理工大学;2004年
7 石晓龙;用于DNA计算的微流控制系统中三维检测问题的研究[D];华中科技大学;2004年
8 龙玉梅;压电药物体声波传感器及纳米结构生物传感器的研制和应用[D];湖南大学;2005年
9 韩占刚;有机胺——多金属氧酸盐超分子组装体的合成、表征和性质研究[D];东北师范大学;2005年
10 张雪彤;锆/氧化锆高温高压化学传感器电极膜材料的制备与表征[D];中国地质大学(北京);2005年
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1 褚德南;基于微电铸的微通道热压成形模具制造技术的研究[D];大连理工大学;2005年
2 温敏;塑料微流控芯片微通道热压成形及键合工艺研究[D];大连理工大学;2005年
3 熊开生;电导检测微型全分析系统的建立[D];重庆大学;2003年
4 徐小娟;牙菌斑pH的动态变化及相关影响因素的研究[D];第三军医大学;2003年
5 吴维明;导电高分子聚吡咯传感器研究[D];浙江大学;2004年
6 母应锋;敌敌畏、三唑酮的电化学分析及水中十一种农药的固相萃取方法研究[D];南京农业大学;2004年
7 田玉平;高聚物微流控芯片及固定化酶芯片的研究[D];吉林大学;2004年
8 甘霖;微型三角转子发动机性能研究[D];浙江大学;2004年
9 朱迅;聚合物微流控芯片的激光加工技术研究[D];浙江大学;2004年
10 黄菲;吩噻嗪衍生物在硫醇与碳纳米管修饰金电极上的伏安行为及测定[D];武汉大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 李新贝;张方辉;牟强;;等离子增强型化学气相沉积条件对氮化硅薄膜性能的影响[J];材料保护;2006年07期
2 刘成刚;;MEMS技术的发展与应用[J];济南职业学院学报;2007年01期
3 杜学东,王红;薄膜测量的椭偏仪法[J];唐山师范学院学报;2002年05期
4 彭英才;光化学气相沉积薄膜的生长机理及其研究进展[J];真空科学与技术学报;1994年04期
5 吕良;邓中亮;刘玉德;辛洪兵;;基于MEMS技术的汽车传感器研究进展[J];电工技术学报;2007年04期
6 程秀兰,蔡炳初,徐东,王莉;形状记忆合金薄膜在微机电系统中的应用[J];功能材料;2002年06期
7 吴博达,鄂世举,杨志刚,程光明;压电驱动与控制技术的发展与应用[J];机械工程学报;2003年10期
8 胡鸿胜;吴广峰;朱文坚;;微机电系统在生物医学领域中的应用发展[J];现代制造工程;2007年09期
9 李荣冰,刘建业,曾庆化,华冰;基于MEMS技术的微型惯性导航系统的发展现状[J];中国惯性技术学报;2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王洪喜;微结构的静电驱动特性研究[D];西安电子科技大学;2006年
2 孙东明;扭臂结构的MEMS静电微驱动器的特性研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张化福;TFT栅绝缘层用氮化硅薄膜的研究[D];电子科技大学;2005年
2 姚日英;PECVD沉积的氮化硅薄膜热处理性质研究[D];浙江大学;2006年
3 曹春斌;椭圆偏振光谱技术及其对功能薄膜材料的性能表征[D];安徽大学;2006年
4 谢振宇;a-Si TFT用氮化硅薄膜的制备及其性能研究[D];电子科技大学;2007年
5 于尚民;MEMS静电驱动结构运动特性控制方法[D];北京邮电大学;2007年
6 鲁李乐;MEMS电磁驱动器的理论分析与实验研究[D];上海交通大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡新霞,李华清,饶能高,王利,崔大付;电化学生物传感器[J];微纳电子技术;2003年Z1期
2 尚军,孙自杰,胡劲波,鲁毅强,李启隆;甲氨蝶呤在Co/GC离子注入修饰超微电极上的电化学行为[J];北京师范大学学报(自然科学版);2003年02期
3 刘长春,崔大付;电化学传感器及其在芯片实验室中的应用[J];传感器技术;2003年07期
4 顾凯,朱俊杰,陈洪渊;血红蛋白在L-半胱氨酸微银修饰电极上的电化学行为[J];分析化学;1999年10期
5 屠一锋,许健;化学修饰丝网印刷薄片碳电极测定痕量铜[J];分析化学;2001年01期
6 屠一锋,付志强,李明忠;丝素膜固定化丝网印刷酶电极[J];分析化学;2001年02期
7 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
8 龚毅,叶蕾,鞠先,陈洪渊;锇-聚乙烯吲哚配合物修饰电极对肾上腺素的电催化氧化[J];高等学校化学学报;2000年02期
9 罗立强,赵健伟,杨秀荣,汪尔康,董绍俊;电流滴定法对自组装膜表面酸碱性的研究[J];高等学校化学学报;2000年03期
10 杨丽菊,彭图治;蒙脱土修饰碳纤维电极的制备及其应用于活体测定脑神经递质[J];高等学校化学学报;2001年02期
【相似文献】
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1 高健,殷学锋,方肇伦,夏方诠浙江大学化学系微分析系统研究所;微流控芯片单细胞进样和溶膜[J];高等学校化学学报;2003年09期
2 杨蕊,牟颖,邹明强,吴,金钦汉;微流控芯片用于流式细胞术的基础研究[J];高等学校化学学报;2004年10期
3 邵华;冯斌;张志虎;李会庆;;微流控芯片技术的研究进展[J];毒理学杂志;2005年04期
4 黄辉;郑小林;蒲晓允;;微流控芯片技术在生物学中的应用[J];重庆医学;2006年10期
5 刘翠;李偶连;李想;童艳丽;陈缵光;;微流控芯片在肿瘤标志物检测中的应用[J];现代医学仪器与应用;2008年02期
6 张国豪;马波;秦建华;林炳承;;集成药物代谢微流控芯片的研制[J];高等学校化学学报;2008年07期
7 蔡自由;李永冲;叶斌;陈缵光;;微流控芯片测定盐酸普鲁卡因注射液中盐酸普鲁卡因[J];化学世界;2011年01期
8 周勰;张吟眉;朱嫦琳;陈缵光;;药物中盐酸异丙嗪的微流控芯片非接触电导法快速检测[J];分析测试学报;2010年09期
9 杨帆;黄辉;蒲晓允;;微流控免疫芯片快速检测法的建立及其检测TSH和T_4的效果[J];第三军医大学学报;2007年23期
10 董华;;静电纺丝—微流控芯片提高艾滋病毒检测效率[J];技术与市场;2009年02期
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1 陈新隽;刘晓平;戴若犁;刘昊扬;;多MEMS传感器的嵌入式姿态测量系统设计[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
2 梁杰;李中华;;MEMS的微管道流动特征数值模拟研究[A];2003空气动力学前沿研究论文集[C];2003年
3 于华男;张勇;马小艳;;制导弹药用MEMS惯性导航系统发展与关键技术综述[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
4 张玉祥;李华成;马柳艺;;基于MEMS器件的交互笔运动跟踪研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
5 胡星星;滕云田;;基于MEMS传感器的小型智能化强震仪[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
6 李建飞;薛兵;张俊峰;朱小毅;王晓蕾;;应用于MEMS加速度计的小型恒温系统的实现[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
7 张文明;孟光;;MEMS旋转机械微转子结构的材料选用研究[A];第9届全国转子动力学学术讨论会ROTDYN'2010论文集[C];2010年
8 陈述官;黄军辉;;MEMS传感器在汽车电子上的应用研究与展望[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
9 赵兴海;杜亦佳;郑英彬;陈颖慧;高杨;鲍景富;苏伟;;D波段MEMS波导滤波器研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
10 林日乐;满欣;周倩;李文蕴;谢佳维;张巧云;;石英MEMS陀螺[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;测试会议聚焦MEMS[N];计算机世界;2003年
2 ;欧洲的MEMS工业[N];中国电子报;2002年
3 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 焦继伟;MEMS满足未来移动通信需要[N];中国电子报;2004年
4 易人;MEMS:小角色的大未来[N];计算机世界;2003年
5 刘恕;微机电系统:从能看到能用[N];科技日报;2005年
6 ;Intel悄然推出手机MEMS模块[N];计算机世界;2004年
7 本报记者 徐勐 通讯员 苏媛;国家高新区MEMS研究院落户淄博[N];淄博日报;2010年
8 记者 罗冰 通讯员 胡永峰;微流控芯片可测出SARS病毒[N];科技日报;2003年
9 ;传感器热衷于MEMS市场将加速整合[N];电子报;2008年
10 记者 卫新华;我市全面启动MEMS研发和产业化工作[N];重庆日报;2001年
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1 陈建军;基于MEMS技术的细胞破碎微流控芯片系统研究[D];华中科技大学;2010年
2 慕轩;微流控芯片中层流现象的研究与应用[D];华东理工大学;2010年
3 王慧香;基于微流控芯片的免疫传感器和蛋白质组学研究[D];复旦大学;2011年
4 高丹;微流控芯片平台上细胞捕获及药物作用分析方法研究[D];北京化工大学;2011年
5 张黎川;微流控芯片平台的构建及其在肺癌细胞化疗耐药研究中的应用[D];大连医科大学;2011年
6 孙建;微流控芯片细胞钙信号研究[D];华中科技大学;2011年
7 张凯;微流控芯片纳生/皮生级液滴多维多功能磁操控技术研究[D];华东理工大学;2012年
8 曾谦;声表面波技术在微流控芯片中的集成及应用研究[D];武汉大学;2011年
9 魏慧斌;微流控芯片—质谱联用技术用于细胞代谢及相互作用研究[D];清华大学;2011年
10 徐涛;多功能微流控芯片在悬浮细胞通讯研究中的应用[D];清华大学;2010年
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1 王立芳;梯形微流道中电渗流的数值模拟研究[D];吉林大学;2006年
2 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
3 董媛媛;集成化的聚苯乙烯电喷雾微流控芯片分析系统的研制[D];浙江大学;2011年
4 林栋;超支化聚酰胺酯的合成及其改性聚合物微流控芯片的研究[D];济南大学;2011年
5 蔡秋莲;环烯烃共聚物微流控芯片的功能化及应用[D];兰州大学;2011年
6 毛丽华;拉曼光镊—微流控芯片自动化系统的研究与应用[D];广西师范大学;2010年
7 杨伦磊;微尺度相变测试微流控芯片集成设计及应用[D];大连理工大学;2010年
8 丁辉;环烯烃共聚物微流控芯片的制作及改性研究[D];兰州大学;2011年
9 翟盛杰;一种便携式高精度生化检测系统的研制[D];重庆大学;2010年
10 王刚;细菌纤维素纳米纤维的可控生物制造[D];华中科技大学;2009年
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