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基于SAW技术实现微通道内数字微流体的融合

尉一卿  
【摘要】:微流体融合是微流芯片进行微流分析重要操作单元,是微流控芯片一个重要的研究领域,并得到广泛重视。 声表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)器件具有体积小、可靠性好、工艺简单等优点,在多个领域得到了广泛的应用。本论文基于SAW技术和理论,提出了一种新的微通道内微流体融合方法。在128°YX-LiNbO3基片上采用微电子工艺光刻叉指换能器和反射栅,模塑法制作的PDMS微通道贴合于压电基片的声路径上,在PDMS微通道内采用微量进样器注入石蜡油和待融合微流体。经功率放大器放大后的射频电信号加到叉指换能器(Interdigital Transducer, IDT)上,激发SAW,驱动微通道内的待融合微流体,实现其融合。同时,本文理论分析了SAW在压电基片上的传播特性,理论推导并仿真了SAW对微流体产生的单位体积力。 本文采用红色染料溶液微流体与蓝色染料溶液微流体为实验对象,对充满石蜡油的微通道内微流体进行融合实验。实验结果表明:在声表面波作用下,能够实现微通道内静置微流体的快速融合。同时,它与加到叉指换能器上RF信号功率、待融合微流体直径和待融合微流体间距有关。此外,本文还对实验结果进行了灰度值分析,应用融合指数衡量融合效果。与其它的融合技术相比,采用声表面波技术实现微通道内微流体的融合具有效率更高,成本更低,操作更简便等优点。本论文的工作为微流控芯片提供了廉价、易集成的微融合单元,具有潜在的应用价值。


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