摘要：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为微流控芯片研制中常用的高分子材料,其键合封装工艺是制作微流控芯片的重要组成部分。为了简捷有效地实现PMMA间的键合封装,研究了一种可在普通实验室开展的便捷、低成本且高效的PMMA键合封装方法。通过正交试验设计深入研究了键合时间、温度以及压力对PMMA键合强度的影响,从而确定最优工艺参数组合。实验结果表明,在115℃,70 min,60 N条件下可实现4.44 MPa的键合强度,且微流路通道变形较小(小于10%),可满足常规PMMA微流控芯片键合封装的要求,并可在普通微流控实验室有效开展。

摘要：参数化模型驱动后,与其关联的工程图自动更新时将出现视图布局不合理、视图比例失调、尺寸标注混乱等问题。分析了目前视图比例及其位置调整方法的优缺点,提出了基于视图对角线之差最小化及视图中心偏移量的调整方法,优化了视图比例调整。提出了基于尺寸与视图相对位置及字符标记的调整方法,简化了尺寸调整过程。采用***及结合数据库技术,实现了基于模板参数化驱动后工程图视图位置、视图比例及各种尺寸标注位置的优化调整,智能化出图,提高了设计效率和质量。

摘要：为提高数字微流控芯片上液滴驱动能力及效率,开展了数字微流控系统的设计及平台搭建研究,该系统包括上位机控制软件、下位机硬件系统和DMF芯片三部分。提出一种曲边四边形组合电极,该电极图形边缘能与液滴保持更大的重合度,可提供更大的初始驱动力。测试了芯片上空气浴和油浴中液滴的驱动控制,测得在空气浴中碳酸丙烯脂液滴的平均速度为25μm/s,在油浴中碳酸丙烯脂液滴的平均速度为260μm/s。实验结果表明,所设计的曲边四边形电极可有效增强液滴的驱动控制能力。

摘要：为了监测微流控芯片内的反应过程及反应程度,对液滴在反应中的状态及内容物含量变化进行实时检测变得至关重要。利用T型微流路通道生成微液滴,通过对氧化铟锡(ITO)玻璃进行腐蚀获得共面斜叉指状电极,在电极表面旋涂钝化层避免电极污染。微流路通道中的液滴进入共面电极感应区域可有效引起其电容量变化,进而可以检测芯片内液滴的数量、平均长度、流速和内容物含量等。实验结果表明,设计的共面斜叉指状电极检测灵敏度优于传统的单对并列电极的24%以上。借助光学检测方法得到液滴长度检测的误差在6%以内。利用本检测装置对不同质量分数的甲醇、乙醇和异丙醇液滴进行了检测。实验结果的变化规律与电容检测理论相一致,验证了本液滴检测装置的有效性和可靠性。

摘要：因液体透镜在成像、生物识别、光电和芯片实验室等方面具有广泛的应用前景,研制出一种基于调频法的介电效应液体透镜,通过调节输入电源信号频率实现对透镜焦距的控制,获得了频率、电压、接触角、焦距和透镜孔径间的变化关系。所研制的介电透镜施加的电压频率范围为0~20kHz,其焦距可在6~8cm间变化,透镜孔径变化范围为2~3.25mm,透镜响应时间约为375ms。本透镜具有结构简单、驱动快速、调节精确、能耗小、分辨率良好、动态范围大等优点。

摘要：细胞的机械性能与其生理状态和功能密切相关,本文基于库尔特原理研制了细胞检测系统。以斑马鱼胚胎细胞为检测对象,设计制作了带有收缩结构的微流控通道,利用检测系统测量细胞通过微收缩通道时通道两端的阻抗变化,通过记录信号幅值变化与通过时间来表征细胞电学特性与力学特性。实验结果证明:在低频信号下,该系统测得其通过收缩通道引起的幅值与时间变化主要取决于细胞体积大小,验证了健康斑马鱼胚胎细胞具有绝缘特性,并根据斑马鱼胚胎细胞膜的选择透过性与细胞活性的关系,实现了对斑马鱼胚胎细胞的活性检测;在高频信号下,对斑马鱼胚胎细胞进行跟踪检测,结果表明3个不同生长阶段下测得电压幅值变化具有明显差异。

摘要：超声作为一种常用的物理刺激手段,其机械作用在微观范围内对植物细胞的生长会产生一定程度的影响。为了研究超声对绿豆种子生长发育的影响,本研究通过理论分析及仿真设计得出植物矩形细胞的特征频率,并设计了一种超声波刺激装置对绿豆种子进行刺激。利用该装置分别研究了超声频率、刺激时间和正弦波信号激励电压对绿豆种子发芽指数的影响,并在此基础上研究了连续波和脉冲波超声以及超声协同不同浓度NaCl对绿豆发芽的影响。结果表明,脉冲波超声较优于连续波超声,当脉冲波占空比为20%时,在48 kHz、35 min、10 Vpp条件下绿豆发芽率最高,该频率与仿真计算的结果基本一致,而且体积摩尔浓度为17.09 mmol·L^(-1)的NaCl溶液协同超声处理可以极大地加速绿豆发芽。结果证明理论推导及仿真计算结果可信,也由此证明适当的超声和NaCl协同刺激可加快植物种子生长,提高发芽率。