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．     

微流控芯片激光诱导荧光光纤检测器的研制

用硅橡胶PDMS制作了一个微流控芯片,并用PDMS封接玻璃-PDMS芯片,芯片的键合成品率几乎达100%.采用光纤和光子计数器自行组装了一套结构简单、紧凑的微流控芯片激光诱导荧光光纤检测系统.以氩离子激光器为激发光源、浓度为5×10-6mol/L的罗丹明B为检测物质,对该系统的性能进行测试,发现荧光峰值明显,重复检测性好.     

模内键合聚合物微流控芯片键合强度分析

利用分子动力学分析方法对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片模内键合过程进行模拟,研究聚合物界面分子的运动规律以及键合过程中界面结合能的变化规律,分析芯片键合强度的形成机制;利用拉伸测试法测试不同工艺环境下芯片的键合强度,分析工艺参数对键合强度的影响。研究结果表明:聚合物芯片键合强度的形成是界面分子扩散和吸附共同作用的结果。适当增加键合压力,可以显著提升键合强度,并缩短键合时间;键合温度和键合时间的提升,能够增加键合界面间分子的相互扩散,提高界面分子间的作用力,从而提高键合强度。键合温度达到聚合物材料的玻璃转化温度,键合压力能够增加键合界面的接触面积,并持续一定的键合时间,芯片可获得较高的键合强度。     

基于PDMS的微流控芯片封装技术研究

提出一种优化的PDMS(聚二甲基硅氧烷)-PDMS键合技术,对PDMS基片与PDMS盖片使用不同的预聚物和固化剂配比进行键合.设置了按不同比例键合、氧气等离子体表面处理键合及涂覆液态PDMS键合这三种方法的对比实验,并将其应用于微流控芯片的封装测试.测试结果表明,不同比例键合后的芯片键合强度适宜,可重复利用,高效节能.键合参数:基片和盖片所用预聚体、固化剂质量比分别为10:1和15:1;盖片的固化温度75℃,固化时间40 min.     

紫外光固化在微流控芯片技术中的应用研究进展

报道了紫外光(UV)固化在微流控芯片技术中的应用,利用光刻技术可直接在聚合物材料上制作微通道,以减少微流控芯片的研究成本和制作周期。重点介绍了UV固化在微流控芯片发展过程中的光刻、曝光及表面改性等方面的应用及其特点,综述了近些年来UV固化在微流控芯片技术中的国内外研究现状,为微流控芯片的制备、发展及完善提供了一条可行的路径。最后在总结国内外研究现状的基础上展望了UV固化未来的发展趋势。     

一种碟式微流控结晶芯片与传统结晶板的蛋白质结晶能力比较

设计并制作了一种在微腔中对蛋白质进行微批量法(microbatch)结晶的碟式微流控结晶芯片,它是一种高通量、低成本、低耗样量(纳升级)、操作简便的蛋白质结晶筛选方法,这种芯片能成功地结晶溶菌酶(lysozyme)和青色荧光蛋白(CyPet).为了系统地比较这种微流控芯片与传统的使用蒸汽扩散法(vapor diffusion)的24孔结晶板的结晶能力,用3个Hampton结晶试剂盒(Crystal Screen KitⅠ、Crystal Screen KitⅡ和PEG/Ion Screen Kit),在4℃及20℃培养条件下分别对5种标准蛋白(溶菌酶(lysozyme)、木聚糖酶(xylanase)、脂肪酶B(lipase B)、葡萄糖异构酶(glucose isomerase)和嗜热菌蛋白酶(thermolysin))进行了结晶筛选实验.结果表明,在4℃时微流控芯片与24孔结晶板有相近数目的结晶条件(91 vs 98);在20℃时虽然微流控芯片上的结晶条件数少于24孔结晶板(67 vs 94),但主要是嗜热菌蛋白酶的结晶条件数显著减少,其他4种蛋白在两种方法上均有相近的结晶条件数,表明微流控芯片能以接近24孔结晶板的效率进行蛋白质结晶筛选.但是,在4℃时微流控芯片与24孔结晶板有60%的结晶条件不同,20℃时有90%的结晶条件不同,这表明目前的这种微流控芯片还不能直接代替传统的24孔结晶板,它可以作为蛋白质结晶筛选时的一种补充方式.     

基于物理性质捕获循环肿瘤细胞的微流控芯片

为满足利用微流控技术实现芯片上循环肿瘤细胞捕获日益增长的需求,研制出基于肿瘤细胞尺寸和变形性进行分离的微流控芯片。基于细胞尺寸和变形性差异原理设计芯片,利用半导体加工技术制备出以玻璃和聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料的微流控芯片,使用8μm间隔的微柱作为捕获单元,应用于乳腺癌细胞系MCF-7肿瘤细胞的捕获;并以MCF-7细胞为模型,考查了芯片的分选条件和分选效果。在1 mL/h流速下,MCF-7细胞捕获率可达到68%;多次实验结果表明该芯片捕获的最佳流速为1 mL/h。Calcein-AM和Hoechst对MCF-7细胞进行染色,可方便对捕获后细胞进行识别和拍照。结果基于细胞尺寸和变形性原理所设计的捕获循环肿瘤细胞微流控芯片操作简单、成本低、通量高,有望逐步用于临床循环肿瘤细胞检测。     

微流控芯片在生物化学分新中的应用

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.     

单片机控制的微流控芯片微型气动装置系统设计

微流体控制和驱动技术是微流控芯片（Microfluidic Chip)的发展和应用的关键技术之一,介绍了一种基于STC90C516RD+系列单片机控制和驱动微流控芯片内管道内液体的电路结构设计。设计的微流控芯片上集成了微管道、微阀和气动微泵等结构,单片机通过外部的独立按键选择和控制电磁阀,实现对微流控芯片内的进样管道选择和流体控制。该系统结构简单、稳定可靠,适宜作为独立的系统实现微流控芯片的复杂控制。     

微流控PCR生物芯片及其检测技术的研究

微流控芯片的目标是把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离和检测等集成在可多次使用的微芯片上。检测系统是芯片系统研究的关键之一,影响整个微流控芯片分析系统的检出限、检测速度、适用范围以及体积等指标,是微流控芯片分析系统的一个关键部分。本文针对微流控芯片的发展及其检测技术进行了研究,并分析了目前发展的现状和趋势。     

DCS锅炉水温控制系统优化设计

针对目前锅炉水温控制系统温度控制不准确和时间延迟的缺陷,为准确及时地对锅炉水温进行监控,提出了一种基于DCS锅炉水温控制系统优化设计方法。采用了8051主控芯片,AD590芯片作为温度传感器,ADC0804芯片作A/D转换器,然后使用模糊自适应内模控制算法实现对锅炉出水温度的控制。实验结果表明,该方法解决了传统方法中外界气温变化和锅炉燃烧实时调整的问题,能够准确实现供水温度和设定值的实时跟踪和自动控制,具有较好的使用价值。     

切削大塑性变形制备纳米材料

长期以来，切屑都被看成是金属切削过程中产生的废物。最新研究表明在一定切削条件下形成的切屑几乎全部为纳米结构材料。首先分析了切削加工中材料的塑性变形特征，然后将切削大塑性变形制备纳米结构材料工艺与其他传统的剧烈塑性变形工艺进行比较，发现切削法具有工艺简单，价格低廉，生产效率高，对高强度材料同样适用等优点，同时还可以减少切屑回收过程对环境造成的污染。     

基于DSP处理器的片上ROM功耗优化实现

数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)芯片用于手持式设备,功耗是其核心参数; DSP因ROM具有高的可靠性而使用其对固化的bootloader,科学函数库,功能函数库以及主应用程序进行存储,其功耗的大小对整个芯片产生了较大的影响;针对芯片中ROM被频繁访问产生较大功耗的问题,提出了对ROM存储空间进行结构优化和对其存储空间进行地址重组优化及对读数据时序结构进行优化的低功耗优化方法,达到了在不影响DSP性能的前提下降低功耗的目的; DSP已经流片并改版,最终减小DSP整体功耗约11.3%。     

多芯片双面PCB的热应力分析

运用隔热材料和复合材料的计算公式,采用三维有限元方法,计算了单芯片组和多芯片组集成电路板的温度场和热应力场。数值模拟结果显示,芯片组与印刷电路板之间存在较大的剪应力,这可能是芯片剥离的原因之一。芯片位置对电路板的温度场和热应力场分布影响很大。合理地布置各芯片,可有效降低电路板的温度极值和应力极值。     

微生物基因芯片鉴定及再生利用

生物芯片是一种重要的生物分子检测方法,在科研和医学应用领域被广泛关注。该文以大肠杆菌和黄单胞菌检测为例研究微生物的基因芯片鉴定方法和生物芯片的再生使用价值,采用一种自主研制的新型微阵列芯片扫描仪对微生物鉴定和生物芯片的重复利用开展理论与实验研究。结果表明基因芯片鉴定微生物是非常可靠的,所设计的生物分子探针与芯片表面修饰分子的结合很牢固,5次重复杂交清洗后依然可以产生良好的荧光信号,从而验证了再生芯片使用的可行性。为了提高生物芯片的重复使用次数,论文还对生物芯片的设计与荧光标记方法进行了分析讨论。     

微生物基因芯片鉴定及再生利用

生物芯片提供一种重要的生物分子检测方法,在科研和医学应用领域被广泛关注。该文以大肠杆菌和黄单胞菌检测为例研究微生物的基因芯片鉴定方法和生物芯片的再生使用价值,采用一种自主研制的新型微阵列芯片扫描仪对微生物鉴定和生物芯片的重复利用开展理论与实验研究。结果表明,用基因芯片鉴定微生物是非常可靠的,所设计的生物分子探针与芯片表面修饰分子的结合很牢固,5次重复杂交清洗后依然可以产生良好的荧光信号,从而验证了再生芯片使用的可行性。为了提高生物芯片的重复使用次数,论文还对生物芯片的设计与荧光标记方法进行了分析讨论。     

切削大变形对材料微结构及硬度的影响

在金属切削过程中,剧烈的大剪切变形可以产生具有超细晶结构的切屑,从而使其获得比本体材料更高的硬度和强度.文中比较了不同的金属和合金在各种刀具前角和切削速度下,切屑上产生的剪应变、切屑的微结构及硬度的变化规律.实验结果显示:随着刀具前角的减小,切屑的微结构显著细化,其硬度随之极大提高;切削速度的减小提高了切屑的硬度,但对其微结构的影响不甚明显;采用负前角刀具在较低的切削速度下能加工出具有超细晶结构和高硬度的切屑材料,而切削速度的提高将使大剪切变形引起的硬度增长变缓.     

切削强烈塑性变形对材料微结构及硬度的影响

金属切削过程中,剧烈的大剪切变形可以产生具有超细晶结构的切屑从而使其获得了比本体材料更高的硬度和强度。本文对比了不同的金属和合金在各种刀具前角和切削速度条件下,切屑上产生的剪应变、切屑的微结构及其硬度的变化规律。实验结果显示随着刀具前角的减小切屑的微结构得到显著细化,其硬度随之得到极大地提高;而切削速度的减小提高了切屑的硬度但其微结构的变化不甚明显;采用负前角刀具在较低的切削速度下能加工出具有超细晶结构和高硬度的切屑材料,而切削速度的提高将使大剪切变形引起的硬度增长减弱。     

用PLD芯片和AHDL语言进行交通灯控制器设计

交通信号灯控制器是数字电路的经典问题 ,通常的设计方法基于中、小规模集成电路进行 ,电路元件多、接线复杂、故障率高。大规模集成电路的发展、EDA技术的出现 ,使数字电路的设计进入了一个崭新阶段。PL D芯片属于大规模集成电路 ,其种类很多 ,内部结构也不同 ,但共同的特点是体积小、使用方便。文章介绍了用 A HDL 语言设计交通灯控制器的方法 ,并在 MAXPL U S2系统对 PL D芯片进行下载 ,由于生成的是集成化的数字电路 ,没有传统设计中的接线问题 ,所以故障率低、可靠性高 ,而且体积非常小。说明了 EDA技术在数字电路设计中的优越性     

轴向超声振动辅助钻削机理与试验研究

针对传统钻削过程中经常出现断屑、排屑困难以及加工质量差等问题, 提出了轴向超声振动辅助钻削加工方法,并研究了其运动特性和断屑机理.利用自行设计的轴向超声振动辅助钻削系统对45号钢进行了传统钻削与轴向超声振动辅助钻削的对比试验.从孔的粗糙度、表面微观形貌、切屑形态等方面进行研究.结果表明,相对于传统钻削,轴向超声振动辅助钻削能有效降低孔表面粗糙度,改善孔表面微观形貌.另外,对试验结果进行方差分析,结果显示主轴转速和超声振幅对孔表面粗糙度有显著影响,其中当振幅在20μm,主轴转速在450r/min时加工效果最好.