仿生微泵結(jié)構(gòu)改進(jìn)及其輸出特性研究.pdf

1、微流體的驅(qū)動(dòng)和控制是微全分析系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。微泵是微流體的驅(qū)動(dòng)技術(shù)的載體，是微流控系統(tǒng)中“跳動(dòng)的心臟”。它已經(jīng)能夠廣泛的應(yīng)用在化學(xué)分析、細(xì)胞培養(yǎng)、藥物輸送和醫(yī)療診斷分析等領(lǐng)域。本文根據(jù)植物的蒸騰作用驅(qū)動(dòng)植物體內(nèi)水分向上運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理，改進(jìn)并制作了可調(diào)速的微流控泵，將微泵與微流控芯片連接組建了微流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微納流體流速的控制，同時(shí)也測(cè)試了不同濕度下微流體的流速來研究濕度對(duì)微流控泵驅(qū)動(dòng)力的影響。從控制微流體流速方面較為深入的

2、研究了微流體的蒸騰驅(qū)動(dòng)技術(shù)。主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　?、鸥倪M(jìn)并制作可凋速仿生微流控泵并制作SU-8膠陣列微孔膜和PDMS微流控芯片。對(duì)基于植物蒸騰原理的仿生微泵進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)盒腔式的微泵分別進(jìn)行了裝配改進(jìn)、密封改進(jìn)、輸入端改進(jìn)，對(duì)各個(gè)部件尤其是調(diào)速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了有效的改進(jìn);選取瓊脂糖水凝膠制作微流控泵的泵芯;參考仿照植物葉片氣孔的尺寸與間距，采用掩模光刻工藝和薄膜剝離技術(shù)制作SU-8膠陣列微孔膜;并用硅片制作帶有微米溝道的芯片模具，澆鑄

3、PDMS，鍵合制作了PDMS微流控芯片;
　　⑵搭建仿生微泵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)。連接仿生微泵和測(cè)速微流控芯片，搭建微流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)仿生微泵對(duì)微流體驅(qū)動(dòng)流速的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，在顯微鏡下觀測(cè)微泵驅(qū)動(dòng)的流體在芯片中的流動(dòng)情況;調(diào)節(jié)硅膠薄膜的遮蓋面積，控制參加蒸騰作用的微孔數(shù)目，進(jìn)行對(duì)仿生微泵流速調(diào)節(jié)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，分析微泵的驅(qū)動(dòng)微流體的流速與參加蒸騰作用的微孔數(shù)目之間的關(guān)系;
　?、菨穸葘?duì)仿生微泵驅(qū)動(dòng)微流體流速的影響實(shí)驗(yàn)。制備室

4、溫下不同的飽和鹽液，用以調(diào)節(jié)封閉環(huán)境中的濕度條件，應(yīng)用以仿生微泵為驅(qū)動(dòng)的微流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，測(cè)定室溫下不同濕度對(duì)該微泵的流速大小和穩(wěn)定性的影響，并進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在一般環(huán)境條件下，改進(jìn)后的仿生微泵能夠提供納升級(jí)的穩(wěn)定流速，并且可以通過改變參與蒸騰作用的微孔數(shù)目來調(diào)節(jié)控制流速，平均每增加30個(gè)蒸騰微孔，流速大約可提高0.08nl/s，最大流速達(dá)到約0.9nl/s。同時(shí)也證明了仿生微泵流速受濕度環(huán)境的影響，且流速與相對(duì)濕度正線性關(guān)系，在