电泳芯片分离控制系统微型化及其片上检测是生化分析的发展方向。基于线性阵列的电泳芯片的分析系统属于微全分析系统的一种,可对多种生物分子、离子等进行分离检测,是一种集进样、分离、检测、智能操控等功能于一体的生化分析平台,具有微型化、集成化及操作自动化的特点。 近年研究表明,在电泳芯片上制作电极阵列,用电学方法可以精确操控微流体及生物分子的行为,可实现低压电泳分离操作。本论文从生化分析的电控机理出发,对已有的电泳芯片进行改进,研制其控制检测系统。研究内容包括以普通载玻片和有机高聚物PDMS(Polydimethylsiloxane)为基本材料的电泳沟道芯片的理论设计、制作工艺,电泳芯片的连接方式,控制系统、检测系统的设计以及控制芯片工作的单片机程序编制,高精度检测系统的程序编制等。 控制系统以c8051F020为核心,设计了一种I/O网络组合控制电路来控制54根Pt电极,在三态(高压、接地、悬空)之间的任意转换。键盘、液晶等人机交互接口便于用户操作。整个系统设计体现了高度集成、低功耗、高扩展性以及自动操控等特点。检测系统以MSC1210为核心,采用等比例测量原理对待测对象进行高精度检测,设计了独立的用户界面,可单独形成测量仪表。 利用电泳芯片进行了测试和初步电泳实验,证明控制系统基本实现设计功能,与芯片能良好衔接;对电泳分离结果进行了阻抗检测实验,证明检测系统能对某些样品的电泳结果进行高精度检测。系统的进一步研究将实现便携式生化分析系统。