即时检测芯片通道亲疏水改性技术研究

发布时间：2023-11-12 12:05

　　聚合物即时检测芯片因为其制造成本低、分析准确、溶剂消耗量小和良好的生物兼容性而得到广泛关注。而聚合物即时检测芯片仅依靠自身表面张力不足以驱动液流前进,基于此本论文以热塑性微流控即时检测芯片为基础,通过表面涂层改性方式对芯片通道进行亲水化改性,并运用通道侧壁疏水划线工艺解决亲水改性后产生的边缘效应问题。本文主要研究内容如下:(1)基于基础浸润理论,研究了矩形通道毛细管驱动液流所需表面条件并优化溶胶配比。本文对毛细管内的流动理论详加阐述,并针对实验芯片通道尺寸及物理性质对液体流速控制理论加以计算,初步估算出表面亲水处理接触角范围为30-35°;通过实验论证,得到针对本特定芯片的最佳溶胶体系配比。(2)提出并完善了即时检测芯片通道的亲水涂膜工艺。针对即时检测芯片亲水涂层工艺设计了即时检测芯片专用夹具,搭建了提拉平台。运用提拉平台对工艺参数进行了实验探究和优化得出,当溶胶粘度较小时提拉速度与温度并未对成膜产生很大影响,增加了该工艺适用环境范围;经过对亲水涂层后的芯片进行表面的成膜质量检测及流动性检测,检测结果表明亲水涂层与基底之间有很好的粘附性,且膜厚在百纳米级,不会对芯片表面微结构产生影响;...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 即时检测技术与即时检测芯片
        1.1.1 即时检测技术
        1.1.2 即时检测芯片
    1.2 聚合物表面亲疏水改性技术及国内外研究现状
        1.2.1 紫外光接枝表面亲水改性
        1.2.2 等离子体处理表面亲水改性
        1.2.3 表面涂层亲疏水改性
        1.2.4 其它改性方法
    1.3 本论文研究内容
2 芯片通道液体流动及其驱动理论研究
    2.1 固体表面润湿现象
    2.2 毛细通道内的流体驱动机理论及计算
    2.3 TiO₂溶胶形成及其亲水机理
    2.4 本章小结
3 芯片通道亲水改性技术实验及工艺探究
    3.1 TiO₂亲水涂层的制备与表征
        3.1.1 实验前准备
        3.1.2 TiO₂亲水涂层的制备与成分研究
        3.1.3 TiO₂涂层的表征
    3.2 芯片通道改性工艺设备实现
        3.2.1 芯片通道改性夹具及设计
        3.2.2 芯片浸渍提拉涂膜设备设计及实现
    3.3 芯片通道改性工艺参数实验探究
        3.3.1 提拉速度和温度对成膜的影响
        3.3.2 提拉成膜片内与片间差异性检测
        3.3.3 提拉成膜后芯片流动性能检测
    3.4 本章小结
4 即时检测芯片通道侧壁疏水处理工艺
    4.1 边缘效应形成机理及其影响
    4.2 不同疏水处理溶液对流动的影响
    4.3 不同疏水处理宽度对流动的影响
    4.4 本章小结
5 亲疏水改性技术在即时检测芯片中的应用
    5.1 芯片结构与实验前准备
    5.2 芯片流动性检测
    5.3 芯片荧光检测
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3863121