随着微机电系统的快速发展,微流控芯片技术作为一项重要科技以诸多优势被广泛应用于物质传输、生化分析、药物检测、细胞培养等众多领域。通过设计不同结构的微流控芯片,能够实现对粒子或流体的操纵。流体泵送是微流控系统中的核心内容,快速高效地泵送为后续粒子分离或流体混合等研究奠定了基础。本文针对高电导率的生物流体,以非对称结构叉指型微电极作为结构基础,以交流电热原理实现流体泵送,在保证温升不宜过大的基础上加快流体的泵送速度。采用对宽电极施加温度冷偏置的方法,利用强制换热增大流体内部的温度梯度,温度梯度的升高会增大溶液的电导率梯度及介电常数梯度等,从而增大电热力,达到了提高泵送净流速的目的。本文概述了微流控芯片流体泵送以及基于交流电热的流体泵送国内外研究现状,并以交流电热原理为基础,建立了泵送芯片的数学模型。分别根据交流电热的线性模型与强耦合模型推导出微流控泵送芯片的电场、温度场、速度场分布以及体积力的表达式。以交流电热为理论基础,生物微流体为研究对象,强制换热为方法依据,高效泵送为最终目的,利用COMSOL Multiphysics仿真软件建立泵送芯片的二维模型。分别对比不同电压及电导率下泵送芯片的线性模型与强耦合模型的速度场与温度场分布,选择强耦合模型作为模型基础对叉指电极的宽度比、通道的高长比、以及温度冷偏置等参数进行优化,并分别对比有无温度偏置时流体的净流速与温升变化,确定最优泵送方案。设计并制作出生物微流体泵送芯片,利用软光刻方法加工PDMS微流道,湿法刻蚀方法加工叉指型微电极。并配置以酵母菌颗粒为示踪粒子的生物溶液,分别在无温度偏置、对窄电极施加温度热偏置以及对宽电极施加温度冷偏置的条件下开展泵送实验。实验表明温度偏置的施加有效加快了流体的泵送速度,证明了课题方案的正确性。