【摘 要】
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作为一种新兴技术,数字微流控凭借试剂用量小、可配置、可并行处理和易实现自动化等在微观下的特殊性优势在生物、医药、化学和检测等领域展现出良好的应用前景.因此,利
【出 处】
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第八届全国微全分析系统学术会议、第三届全国微纳尺度生物分离分析学术会议暨第五届国际微化学与微系统学术会议
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作为一种新兴技术,数字微流控凭借试剂用量小、可配置、可并行处理和易实现自动化等在微观下的特殊性优势在生物、医药、化学和检测等领域展现出良好的应用前景.因此,利用数字微流控芯片产生和驱动液滴、对细胞等处理的技术相应而出.数字微流控常见的驱动方法有介电润湿、介电泳、声表面波、静电力等,而基于介电润湿的数字微流控芯片发展最为迅速.本文采用了介电润湿的方法,通过理论分析、建模仿真、实验验证和模型改进四个步骤,探讨了在基于介电润湿的封闭式数字微流控系统的基本性能和液滴的运动特性.论文的主要内容包括介电润湿的基础理论,推导了液滴运动时的最优体积并对液滴的运动过程进行了受力分析;基于介电润湿的数字微流控系统的基本和动态特性,并分别建立二维和三维模型,对系统的基本和动态性能进行分析;对低成本高精度的数字微流控系统的实验方法进行了探索;实验部分主要是搭建了系统平台对系统的基本性能和动态性能进行验证.并根据实验数据求出了接触线摩擦系数和极板剪切阻力的系数,并将改进后模型的预测值和实验数据进行对比.通过实验并对液滴运动进行受力分析得出当液滴半径r=√2L/2(L为电极长度)时的体积为液滴运动的最优体积,由实验数据求出了接触线摩擦系数ξ=0.06N·S/m2和上下极板剪切阻力的系数μd =1.2×10-3Pa·s,并将改进后模型的预测值ξ=0.08N·S/m2与μd=1.3×10-3Pa·s和实验数据进行对比,与实验结果基本相符.
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