离心式颗粒分选微流控芯片研究

doi:018CCF4634E58D57AA4973A6BEA09043

	离心式颗粒分选微流控芯片研究
	刘洵
学位类型	硕士
导师	邓永波
	2019-06-01
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
关键词	微流控芯片相场法离心沉降颗粒分选
摘要	近年来,微流控芯片技术在化学、生物、医药和环境等领域得到了广泛的研究和应用;其中,微型马达驱动的离心式微流控芯片,通过离心力、欧拉力、科氏力的共同作用驱动芯片内的微尺度流体运动。该类芯片内的流体流动由离心力等体力驱动,只需控制微马达的转速及角加速度,无需外接任何液泵;而且芯片内可以布置多路微结构,具有并行高通量、高效率、结构简单、易于控制等显著优势。细胞分选微流控芯片是微流控技术领域的重要研究方向,对即时检测技术的发展具有重要意义。已有细胞运动学研究通常以微颗粒代替细胞进行研究,微流体中的运动颗粒受速度差导致的拖曳力、流体速度或压强不均匀导致的梯度力。而在离心微流体中,颗粒还受离心力等体力的作用,会使颗粒因密度和尺寸等因素的差异而具有不同的运动轨迹,这为实现不同颗粒的分离分选提供了更加高效、可控的方式和方法。本论文主要研究离心微流体的对流效应以及不同颗粒在离心微流体中的运动规律,主要内容包括:(1)针对离心微流体两相流的特征,建立液滴的离心碰撞模型,研究离心微流体的对流效应,从而为离心微流控结构设计提供理论指导;(2)针对已有微流控芯片的材料及键合工艺普遍不适用于高速旋转离心式微流控芯片的问题,探索研究适合离心式颗粒分选芯片的加工工艺,从而为离心微流控结构实验验证提供所需的工艺基础;(3)针对离心微流体内颗粒受离心力、科氏力和欧拉力等体力,速度和压强差异导致的表面拖曳力和梯度力的耦合作用问题,研究不同颗粒的运动学和动力学规律,并据此设计颗粒的离心沉降微流控结构,并通过颗粒分选实验验证所得芯片结构,进而确定转速等离心沉降颗粒分选参数,为进一步研制离心式细胞分选芯片系统奠定基础。
页数	85
DOI	018CCF4634E58D57AA4973A6BEA09043
语种	中文
引用统计
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/63920
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	刘洵. 离心式颗粒分选微流控芯片研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2019.

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离心式颗粒分选微流控芯片研究.caj（5829KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文