微型FAIMS生化传感器的设计与制作

作     者：李华 唐飞 王晓浩 林镇翔 张亮 LI Hua;TANG Fei;WANG Xiao-hao;LIN Zhen-xiang;ZHANG Liang

作者机构：清华大学精密仪器与机械学系北京100084 清华大学精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2007AA04Z337) 国家自然科学基金仪器专项资助项目(20827007) 国家自然科学基金资助项目(60706030) 

出 版 物：《纳米技术与精密工程》 (Nanotechnology and Precision Engineering)

年 卷 期：2010年第8卷第6期

页      码：516-520页

摘      要：根据高场非对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)原理,设计了一种微型生化传感器.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行电离,紫外灯发射的光子能量为10.6 eV,波长116.5 nm.迁移区由上下两块紫铜金属平板电极构成,尺寸为10 mm×10 mm×1 mm.完成了高场非对称方波电源的设计,所输出的射频电压最大值为1 180 V,最小值为-480 V,频率189 kHz,占空比30%.以丙酮为实验样品,通过高场非对称波形离子迁移谱-质谱联用技术进行传感器的性能验证实验,实验结果表明所设计的基于FAIMS原理的生化传感器可以实现离子分离和过滤功能.基于SIMION软件对FAIMS生化传感器进行仿真分析,仿真与实验结果相符.最后利用硅片双面感应耦合等离子体(inductively coupled plasma,ICP)刻蚀和硅-玻璃键合工艺,加工出基于微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)技术的微型FAIMS传感器芯片.采用频率2 MHz、最大电压364 V、占空比30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.载气流速80 L/h,补偿电压从-10 V～3 V以0.1 V的步长扫描,得到了丙酮的FAIMS谱图,验证了芯片的性能.

主 题 词：FAIMS 生化传感器 高场非对称方波 SIMION 微机电系统(MEMS) 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-6030.2010.06.007

馆 藏 号：203956840...