微流控芯片简介ppt课件.ppt

1、微流体芯片简介，1，微流体芯片技术(Microfluidics)将生物、化学、医学分析过程的样品准备、反应、分离、测试等基本工作单位集成到微尺度芯片中，从而自动化分析的整个过程。第一，什么是微流控芯片，第二，Labonachip！microfluidic是一种精确控制和操作微尺度流体(尤其是亚微米结构)的技术。具体来说，微格是指以下特性：小容量(纳米升、升、升水平)小体积低能耗设备自身占用小微流体利用微尺度下的流体控制、工程、物理、化学、精细加工和生物工程的多学制。20世纪80年代，微流体(microfluidic)出现了，DNA芯片、芯片实验室、微注技术、微热力学技术得到了发展。Microf

2、luidic研究中的空间特性尺度介于1微米(10-6米)和1毫米(10-3米)之间。第一，微流控芯片是什么，第3，2，微流控芯片能做什么，第4，生物医学领域：通过微升或升级，可以减少宝贵的生物样品和试剂的消耗，分析速度加倍，成本降低一倍的化学领域：以前在一个大实验室中大量样品将以前的大分析设备制成平方厘米大小的分析器，可以大大节约资源和能源。2004年美国杂志业务2.0(Business2.0)的封面文章“7大新技术将改变一切”的第5位是微流体芯片系统2006年自然杂志，它可能成为“本世纪技术”的专辑。第三次产业革命“生命科学技术革命”的领头人微流体芯片系统在重复电子芯片的繁荣，必将改变人类未

3、来的生活方式。1995年，美国第一家microfluidic chip公司CaliperTechnologies在一年内筹集了近一千万美元的资金，1999年成功上市，同年市值为7500万美元，2011年为10亿美元。第二，微流体芯片，第五，微流体芯片系统从事疾病检测、生化分析、蛋白质检测、药物筛选、药物检验、商品检验、环境监测、犯罪科学、军事科学和宇宙科学等非常广泛的领域。第二，微流体芯片能做什么，第二，微流体芯片能做什么，第七，nanye，ajoianhuaqhin，* aweiweishi，axii，数千，数十万元，Microfluidics)Micro:microfluid ics:应用

4、流体学，如何配置微芯片系统，9，注入泵：工作时，单片机系统发出控制脉冲旋转步进电机，而静压泵：恒流泵精密耐用，流量稳定，可持续调节高压力和正数，输送物质不接触外界，防止污染，向各种流量添加液体。有微量运输，也可以用在小罐里。注入器，10，电泳：带电粒子在电场下朝着与电性相反的电极运动，称为电泳。带电粒子在电场中以不同速度移动，到达分离的技术称为电泳技术。磁分类：在磁场内的磁性物质或电流因磁场的作用而感觉到磁力，与其他没有磁性的物质分离。热传导：热量从系统的一部分传递到另一部分，或从一个系统传递到另一个系统的现象称为传热。，取样器，11，取样器，12，重力驱动：通过液体磁重力完成样品，13，离心

5、力驱动，centrifugalmicrofluidicsplatform，anal.chem.2002，Chem.2002，74，1565-1571，培养：将现有微生物、细胞和组织培养小型化，通过结构设计将微通道变成培养皿，同时控制温度、湿度、气体浓度，生物培养功能，15，分离：应用通道内的变形或驱动力，在停留时间，16，光谱检测器：光谱仪(Spectroscope)是将组件的复杂光分解为光谱线的科学设备，由棱镜或衍射光栅等组成，可以使用光谱仪测量物体表面反射的光。太阳的7色光是肉眼可分辨的部分(可见光)，但通过光谱仪分解太阳，按波长排列，可见光只占光谱内的很小范围，其馀的是肉眼无法分辨的光谱

6、，如红外、微波、紫外线、x射线等。通过光谱仪捕捉光信息，冲洗成照相胶片，或计算机化数字仪器的显示和分析，测量物品中包含哪些元素。检测器，17，电化学检测器：一种测量化学系统或样品电响应的分析方法。它构成了化学电池的组成部分，通过测量电池的特定物理量(如电势、电流、电导或电量)来求出物质的含量或测量特定的电化学特性。18，19，有机聚合物芯片(PDMSPMMAPC等)玻璃芯片纸芯片，有微流体芯片，20，PDMS:聚二甲基硅氧烷是聚合物硅化合物，一般称为硅。光学透明，一般认为是惰性、无毒、不连续性。基于生物微机械中包含的微流道系统、密封胶、润滑剂、保护剂等使用最广泛的硅的微流体芯片，混合21、a(

7、基本成分)、b(固化剂)的两个组件后加热硬化后透明软材料的优点：惰性、生物相容性、透明、易加工的缺点可用于生产卫生陶瓷等的无毒环保材料，具有良好的化学稳定性，耐候性，粉碎时不易制作尖锐碎片的微流体芯片，23，PC是几乎无色玻璃形态的无定形聚合物，具有良好的光学特性。 PC高分子量树脂具有高韧性，主要性能缺陷是水解稳定性不够高，对间隙敏感，有机化学性，不易划伤，长期暴露在紫外线下呈黄色。与其他树脂一样，PC易受某些有机溶剂的浊度影响。以透明板材、渠道加工模具热压、加工机械加工等、24、玻璃：硼硅酸盐玻璃：SiO2和B2O3为主要成分，制造炊具、实验室设备、金属焊接密封玻璃等的耐热性和化学稳定性好

8、。硼酸盐玻璃以B2O3为主要成分，熔体温度低，能抵抗钠蒸汽腐蚀。含稀土元素的硼酸盐玻璃折射率高，分散少，是新型光学玻璃。磷酸盐玻璃以P2O5为主要成分，折射率低，分散少，用于光学器件。石英玻璃：SiO2含量大于99.5%，热膨胀系数低，高温，化学稳定性好，通过紫外线和红外线，熔体温度高，粘度大，成型困难。多用于半导体、电光源、光电通信、激光等技术和光学系统。钢化玻璃：属于安全玻璃。钢化玻璃实际上为了提高玻璃的强度，通常使用化学或物理方法在玻璃表面产生压缩应力，在玻璃施加外力时先抵消表面应力，以提高承载能力，提高玻璃本身的风压、制冷、冲击性等。25，其他纸屑金属芯片凝胶芯片等，26，微结构的形成

9、1经典光刻技术，photolithographproceduresformakingglasstemplate。(a) spinecoatingofphotologicist，(b) coveredwithnos，(c) exposure，(d) developing，(e)etps，适用于硅、玻璃、石英等材料，与现有半导体行业的方法一致。湿式和干燥法两种，干燥法分辨率高，相应的制造成本也高。Analyst，2004，129，305308，芯片制作和修改，27，2模板浇注(成形法)，processoverviewformassmanufacturingfofplasticmicrofluidi

10、csystem批量生产时成本低。Anal.Chem .2002，74，78A-86A，28，微结构成形，3模板热压，schematic re presentationofthefabricationmethodinvolving hotems适合热塑性聚合物。applied physicalsletters，2002，80，3614-3616，29，微结构的形成，微结构的形成4激光刻蚀，激光直接加热聚合物或玻璃以形成微结构的激光刻蚀，Anal.Chem玻璃芯片组合后，高温炉的加热速度为10oC/分钟，在620oC下保温3.5小时，然后以10oC/分钟的速度冷却。石英芯片粘接温度最高1000oC

11、以上。这种方法对操作技术要求很高。现代科学仪器，2001，4，8-12，1热键耦合，31，芯片封装在玻璃、石英和硅片密封中广泛使用了阳极键合方法。就是在结合过程中应用电场，使结合温度低于软化点温度。从500-760伏电场加热到500oC，两块玻璃可以结合在一起。当两块玻璃板还没有接合时，板间空气间隙承担了大部分电压降，玻璃板可以被视为具有吸引力的平行板电容器(与电场强度的平方成比例)，因此接合将从两块玻璃中最近的点开始，中和下一片可移动的正电荷(主要是Na)和顶板的负电荷，从而产生氧化物层(这种密封两块玻璃板的过渡层)。这一点在连接完成后，周围的空气间隙相应变薄，电场力增加，连接扩散，直到整体

12、紧贴。现代科学仪器，2001，4，8-12，2阳极键合，32，芯片封装，3室温键合，Anal。Chem.2004，76，5597-5602，Wen弧芯片技术，33，4配合(等离子处理或非处理)聚合物板材直接复盖在玻璃或石英板上。5压缩，schematic illustrationofsealingandconnectionmethod . thetopandbottomlateresareproceedbyascrewandholders，anal.chem.2002秒是专门设计的房间，可以去除特定空间范围内空气中的微粒、有害空气、细菌等污染物，并使室温、洁净度、室内压力、气流速度和气流分布、

13、噪声振动和照明、静电控制达到特定需求范围。也就是说，无论外部空气条件如何变化，室内都有保持原来要求的洁净度、温度、湿度、压力等性能的功能。初时最大的作用是控制硅芯片等产品接触的大气的洁净度和温度及湿度，使产品能够在称为初时的良好环境空间中生产、制造。产业初探以非生物粒子的控制为对象。主要控制空气尘埃粒子对工作对象的污染，内部一般保持正压状态。适用于精密机械产业、电子产业(半导体、集成电路等)航空航天产业、高纯化学产业、核工业、光子机产品产业(光盘、胶片、磁带生产)液晶玻璃(LCD)、计算机硬盘、计算机磁头生产等多种产业。生物超静定间主要控制生物粒子(细菌)和非生物粒子(灰尘)对工作对象的污染。

14、可以分享。a，主要控制微生物(细菌)对象污染的一般生物初探。同时，内部材料必须能经受各种灭菌剂侵蚀，内部一般保证正压。本质上，内部材料要经过能经受各种灭菌处理的工业初定室。例如：制药行业、医院(手术室、无菌病房)食品、化妆品、饮料产品生产、动物实验室、理化检验室、血站等。b，生物安全超净室：主要控制工作对象的生命体粒子对外部及人类的污染。内部要保持与大气的负压。例如：细菌、生物学、清洁实验室、物工程(重组基因、疫苗准备)、必要条件、39、光刻：光刻/紫外线曝光机(MaskAligner)又名：口罩对齐曝光机、曝光系统、曝光系统、曝光系统常用作遮罩对齐光刻技术的光刻技术称为MaskAlignmentSystem。在典型的光刻工艺中，硅片表面的清洗和干燥、涂层、自旋涂层、软烘焙、对齐曝光、背面烘焙、开发、硬烘焙、蚀刻、和其他工艺，即光折变(Photolithography)，意味着使用光制作一个图形(过程)在硅片表面选择粘合剂，然后将掩码模板的图形传输到照片寄存器的过程中，将设备或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。