基于微流控的即時(shí)檢測(cè)芯片的設(shè)計(jì)與制造.pdf

1、即時(shí)檢測(cè)(POCT)技術(shù)是一種臨床醫(yī)學(xué)中的快速檢測(cè)技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于血糖、腫瘤檢測(cè)等各個(gè)方面?；谖⒘骺氐募磿r(shí)檢測(cè)芯片屬于微流控技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、先進(jìn)制造技術(shù)等的聯(lián)合應(yīng)用，本文圍繞該芯片的研制，做了以下幾個(gè)方面的研究:
　　確定了基于微流控技術(shù)、熒光免疫檢測(cè)技術(shù)的即時(shí)檢測(cè)芯片方案。芯片的材料采用熱塑性聚合物，結(jié)合注塑成型工藝和超聲波封合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)芯片批量制造的目的。設(shè)計(jì)的芯片結(jié)構(gòu)主要包括進(jìn)樣區(qū)、混合區(qū)、流速控制結(jié)構(gòu)、檢測(cè)區(qū)

2、和廢液回收區(qū)等。為驗(yàn)證芯片結(jié)構(gòu)方案的可行性，采用微加工工藝，制作出SU-8模具，并采用澆注的方法，制作出PDMS微流控芯片，對(duì)芯片各功能區(qū)域特別是流速控制結(jié)構(gòu)，進(jìn)行功能性試驗(yàn)，最終確定了芯片設(shè)計(jì)方案。選用超聲波封合作為芯片的封合方法，并設(shè)計(jì)了一種配合式的導(dǎo)能筋結(jié)構(gòu)。合理設(shè)計(jì)了芯片的整體結(jié)構(gòu)，使其有利于注塑成型的質(zhì)量，以及符合芯片的定位和封合過(guò)程中的裝夾要求。
　　基于Taguchi正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行芯片的注塑成型工藝試驗(yàn)，獲得

3、了各工藝參數(shù)對(duì)芯片注塑成型質(zhì)量的主次影響順序和其最優(yōu)水平組合，得出了各個(gè)注塑成型工藝參數(shù)對(duì)芯片微結(jié)構(gòu)填充和封合面的平面度的影響規(guī)律;通過(guò)訂制特定的焊頭，自行設(shè)計(jì)和制作芯片夾具，搭建超聲波封合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)多次封合實(shí)驗(yàn)，得到超聲封合最佳工作參數(shù)。
　　以羊全血作為實(shí)驗(yàn)樣品，進(jìn)行芯片的自進(jìn)樣實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，芯片各區(qū)域都表現(xiàn)出較好的流動(dòng)穩(wěn)定性，通過(guò)15組重復(fù)實(shí)驗(yàn)得出，血樣流動(dòng)前沿流過(guò)流速控制結(jié)構(gòu)的時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差為8.3s，流過(guò)整個(gè)芯片的