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纳流体电动富集是一种可用于在微流控芯片中将痕量荷电样品局部浓缩的高效技术,其前提是在同一块芯片上实现微纳结构的集成制造。本文建立了一种基于显微光致聚合反应制备微纳流控芯片的简易方法,并利用制得的芯片开展了痕量样品富集实验。主要内容如下：建立了描述光致聚合反应中引发剂分解、自由基消耗、聚合反应等的理论模型,利用COMSOL软件对微尺度凝胶光致聚合反应进行了数值模拟,研究了曝光时间和光强对凝胶纳米筛宽度的影响。以倒置荧光显微镜为平台,利用聚丙烯酰胺凝胶光致聚合反应在微通道特定区域集成了孔密度和整体尺寸均可控的凝胶纳米筛,由此制得微纳流控芯片。此外,对凝胶进行表征,验证了凝胶前驱液配比对凝胶纳孔密度的影响,并讨论了沟道几何尺寸、曝光时间、遮光掩膜、外界光源等因素对凝胶纳米筛制备的影响。对制备的微纳流控芯片开展了性能测试,分别进行了痕量异硫氰酸荧光素(Fluorescein isothiocyanate, FITC)小分子和牛血清白蛋白(Bovine serum albumin, BSA)大分子样品的纳流体电动富集实验,测试了芯片对不同直径带电分子的富集效果。对FITC小分子而言,当凝胶前驱液中单体丙烯酰胺与交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺质量比为19：1时,富集区荧光强度变化不明显,当单体与交联剂质量比分别为14：1和9：1时,后者富集区荧光强度最大值明显高于前者。单体与交联剂质量比为9：1时,FITC最大富集倍率可达600倍。此外,利用制备的微纳流控芯片进行BSA大分子电动富集实验(单体与交联剂质量比为14：1),获得了近亿倍的高效富集。为进一步探索微纳流体流动特性与纳米结构特征尺寸的关系,测量了不同比例凝胶纳米筛两端的Ⅰ-Ⅴ曲线和交流阻抗谱。Ⅰ-Ⅴ曲线中,电流与电压呈非线性关系,峰值电流与凝胶纳孔密度成比例关系,纳孔密度越小,峰值电流越大；交流阻抗谱中,低频段阻抗大小与凝胶纳孔密度亦成比例关系,孔密度越小,阻抗值越小。