基于微流控芯片表面张力系数的测量方法

提出一种采用微流控芯片进行微量液体表面张力系数测量的新方法,并对其制作工艺流程进行研究.以聚碳酸酯核孔膜为模,利用毛细作用力使聚二甲基硅氧烷预聚物充满膜孔.固化后与微腔室键合,注入有机溶剂溶模释放出微柱阵列.位于液气分界面处的微柱顶端由于蒸发作用打破表面张力平衡引起微柱发生弯曲形变,通过对微柱形变图像处理,计算得出表面张力系数.实验结果表明该测量方法有效,测量精度达到nN/μm.     

表面张力系数与液面高度关系的研究

在测量液体表面张力系数的常规实验中,用拉脱法、毛细管法、用最大气泡压力法等研究方法测出的液体表面张力系数都是液膜刚好破裂时具有的表面张力系数,而液膜高度与所对应的表面张力系数的对应关系的研究较少。文章用拉脱法测量水膜不同高度所对应的表面张力系数。     

拉脱法测液体表面张力系数实验的改进

文章用一种简单且操作性强的方法对拉脱法测量液体表面张力系数实验中常认为可以忽略的水膜的重力和金属框受到的浮力进行了修正。以测量30℃下蒸馏水的表面张力系数为例,将修正前后的液体表面张力系数数据进行了对比研究。     

用电子天平测定液体表面张力系数结果的分析

用电子天平测量金属环从水中拉出过程表面张力的变化,对测量结果进行分析修正,明确了用电子天平拉脱法测定表面张力系数的正确计算公式.     

光杠杆法测定液体表面张力系数

把浸润在液体中的物体拉起,它的底边会带起一层液膜。液膜张力对物体具有向下的作用,而且液体表面张力是一个微小的量值。文章根据光杠杆放大原理,测量出弹簧在液体表面张力作用下的微小伸长量,从而求出液体表面张力系数,得出理想的效果。     

基于传感系统的液体表面张力系数实验研究

实验采用力传感器和转动传感器分别实时测量拉脱过程中拉力和液膜高度的变化情况。通过曲线拟合液体表面张力和液膜偏离垂直方向角度的关系得到液体表面张力系数。该方法不仅便于观察实验过程中液体表面张力和液面形状的变化情况,还能有效减少实验测量误差,对优化实验教学有一定的实践意义。     

用表面张力波对光的散射测定表面张力系数

测量液体表面张力系数的方法很多.有拉脱平面法,拉脱园环法,毛细管中液体上升法,液体表面层压力差的补偿法,数液体滴数法,扭秤拉脱法等等.用上述这些方法测表面张力系数,必需测量一些中间物理参数,手续烦琐,操作不便.而且这些方法都是液体表面在静止状态下的单次测量.用表面张力波对光的散射可对液体表面张力     

半泡法测液体表面张力系数实验探析

根据液体表面函数最低原理，证明液体表面气泡在足够大时呈半球状，在气泡稳定后，液膜收缩压与气泡球面曲率半径成反比，据此可以利用半泡法测量液体表面张力系数.     

《毛细管法测液体表面张力系数》实验

《毛细管法测液体表面张力系数》是普通物理热学实验,待测物是水。本文通过对该实验内容的延伸,使实验不仅能测量接触空气时水的表面张力系数,并能测量与水接触时水银的表面张力系数。     

低气压对水体表面张力影响研究

表面张力是液体接触气体时的基本特性。本文设计了低气压下表面张力系数测量装置,研究了气压降低对水体表面张力系数的影响,提出了低气压下表面张力系数计算公式。研究表明,相同水体温度下,气压与水体表面张力系数间呈良好的线性关系,气压越低,表面张力系数越大;气压降低时,气压和温度对水体表面张力的影响是基本独立的。     

Isolation of plasma from whole blood using a microfludic chip in a continuous cross-flow

A novel microfluidic chip is developed for crossflow filtration plasma from the whole blood which is carried out in a continuous manner. This microfluidic chip was made of a silicon substrate sealed with a compound cover. The silicon substrate fabricated by micro-electro-mechanical system (MEMS) technology consisted of microposts array, microchannels and reservoirs. Then the silicon substrate was characterized by Scaning Electron Microscopy (SEM). The performance of the microfluidic chip was valued by the experiments of plasma isolation. During more than one hour of continuous blood infusion through the chip, there were no problems of jamming or clogging, and the plasma selectivity of 97.78％ was achieved. Due to the chip’s simple structure and control mechanism with a continuous, real time operating manner, this microfluidic chip is easily expected to be integrated into micro total analytical system (μTAS) which will create a microanalysis system for point-of-care diagnostics.     

基于介质上电润湿原理的微液滴驱动芯片

为了实现对微尺度下流体的精确操控,提出一种基于介质上电润湿(e lectrow etting-on-d ie lectric,EW OD)的新型微液滴驱动芯片。研究了介质上电润湿原理及“三明治”结构驱动机制,并利用流体软件(CFD-ACE )数值模拟液滴在“三明治”结构中的驱动情况;分析了“三明治”结构液滴驱动芯片的工艺,并提出在重掺杂多晶硅电极阵列表面上热氧二氧化硅介质层来制备低驱动电压及高可靠性的新结构驱动芯片;在空气环境下,通过施加45V驱动电压成功实现了对去离子离散液滴的操作和控制。     

表面活性剂效用在微流系统中的变化

采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)制作的微流芯片,研究了微流沟道中表面活性剂的效用与常规条件下的差异.结果表明,表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)在较大的液体比表面积(表面积与体积)下,会有更大的值,说明表面活性剂的效用在不同的比表面积液体中会有不同的表现.分析其原因是表面活性剂主要作用于液体表面,在相同体积下,液体表面积增大会使得单位表面积上的活性剂减少,从而有较弱的降低界面张力的作用.     

T形微流控芯片液滴成形与细胞封装的理论

连续相与离散相的速度取值是影响T形微流控芯片产生液滴的关键因素.细胞在T形微流通道的液滴包裹和细胞封装成为基因测序的研究热点,因此本文结合水平集与流体动力学方法,分析了液滴尺寸与红细胞封装的动态输运问题.在离散相和连续相通道宽度分别为50μm和80μm的T形微流控芯片内部,以水和正十二烷油为目标溶液进行计算仿真.计算结果表明水溶液初始速度0.012m/s,表面张力5mN/m,接触角165°时,毛细数C_a从0.008增大至0.1,会使液滴的尺寸降低,液滴成形频率加快.同时,黏滞力大于两相流表面张力会导致直径5μm红细胞的封装效率变低,使其紧贴通道墙壁作直线运动.     

Liquid droplet as efficient master in thin membrane fabrication of poly(dimethylsiloxane) microfluidic devices

In this paper,liquid droplet master was for the first time used to fabricate thin membranes integrated polymeric microfluidic devices.As demonstration,water liquid droplet master was used to make a thin membrane in PDMS microfluidic devices which were prepared by using printed master.The PDMS membrane can be controlled down to approximately 10 μm thick with considerable vapour permeation which was adjusted by environmental humidity.An array of the microfluidic devices with thin PDMS membranes was also used ...     

聚二甲基硅氧烷中真空氧等离子体表面改性与键合

键合是微流控芯片制作的关键技术之一．目前广泛应用的PDMS微流控芯片一般通过高真空（压力低于10Pa）氧等离子体活化及键合进行制备．需要昂贵的分子泵等设备．通过工艺改进，使用装配普通油泵的等离子体去胶机，在中真空（27Pa）成功进行聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面改性及键合．处理后的PDMS表面亲水性得到极大改善．贴合后可永久性密封．制作微流控芯片．使用扫描电镜．红外光谱及接触角测量仪进行了表征．与献报道的高真空氧等离子体处理方法相比．效果基本一致．却大幅度降低了对设备系统的要求．并缩短了操作时间．     

模拟孔喉构型变径通道中微气泡流动特性研究

为了了解微泡沫驱中微气泡在多孔介质中的渗流特性,设计制作了一种集成T型通道和变径通道的微流控芯片,采用基于显微成像的微流控系统观察了液相分别为去离子水和0.02%吐温20水溶液时,微气泡在变径通道内的流动特性,并采用CFD方法分析了微气泡融合、变形过程中速度和压力变化情况。研究结果表明,以去离子水为液相时,随着气体压力和液相流速的变化,微气泡在流经变径通道时出现融合和不融合两种行为;以0.02%吐温20水溶液为液相时,微气泡在流经变径通道时会依次通过;微气泡在“喉—孔”处融合时,表面张力促使微气泡变形导致周围流体速度波动较大,形成“涡流”;融合后的气泡再次进入“喉道”时,“孔道”内压力增大。本研究有助于进一步认识微泡沫驱的渗流特性及驱油机理。     

压电微流芯片的一维传递矩阵模型及参数优化

以压电陶瓷为振动源的压电微流芯片是实现微粒子操作、细胞分离等微流控研究的重要手段之一。能够描述压电效应以及超声声场在微流芯片各介质中分布规律的传递矩阵方法是进行微流压电芯片分析、设计与优化的一种有效手段。采用传递矩阵法推导了层叠式压电微流芯片的一维传递函数模型;对给定的算例芯片进行了参数分析与结构优化设计。结果表明一维传递函数模型既可在压电微流芯片设计中对结构参数进行优化,又可在实验过程中对实验参数的选定提供指导。     

Fabrication technology of integrated fiber microfluidic electrophoresis chip

The technology of PCB was used to fabricate the chip mould, and the microfluidic electrophoresis chip was fabricated with PDMS material. The fiber integrated on the chip was used as the transmission medium, so the light spot size was near the depth of microchannel. The detection sensitivity was improved, and the optical focusing system was spared. The fabrication process, sealing methods and structure characteristic of PDMS microfluidic electrophoresis chips were discussed. The experiment was achieved by using the fabricated chip to separate FITC fluorescein and FITC-labeled amino acid mixture reagent, and the feasibility of the chip was validated.     

微流控芯片在生物化学分析中的应用

在介绍微流控芯片基本特征的基础上，阐述了微流控芯片的独特优势，并从5个方面探讨了微流控芯片在生物化学分析中的应用。