微流控芯片簡介ppt課件.ppt

1、微流體芯片簡介，1，微流體芯片技術(shù)(Microfluidics)將生物、化學、醫(yī)學分析過程的樣品準備、反應、分離、測試等基本工作單位集成到微尺度芯片中，從而自動化分析的整個過程。第一，什么是微流控芯片，第二，Labonachip！microfluidic是一種精確控制和操作微尺度流體(尤其是亞微米結(jié)構(gòu))的技術(shù)。具體來說，微格是指以下特性：小容量(納米升、升、升水平)小體積低能耗設備自身占用小微流體利用微尺度下的流體控制、工程、物理、化學、精細加工和生物工程的多學制。20世紀80年代，微流體(microfluidic)出現(xiàn)了，DNA芯片、芯片實驗室、微注技術(shù)、微熱力學技術(shù)得到了發(fā)展。Microf

2、luidic研究中的空間特性尺度介于1微米(10-6米)和1毫米(10-3米)之間。第一，微流控芯片是什么，第3，2，微流控芯片能做什么，第4，生物醫(yī)學領域：通過微升或升級，可以減少寶貴的生物樣品和試劑的消耗，分析速度加倍，成本降低一倍的化學領域：以前在一個大實驗室中大量樣品將以前的大分析設備制成平方厘米大小的分析器，可以大大節(jié)約資源和能源。2004年美國雜志業(yè)務2.0(Business2.0)的封面文章“7大新技術(shù)將改變一切”的第5位是微流體芯片系統(tǒng)2006年自然雜志，它可能成為“本世紀技術(shù)”的專輯。第三次產(chǎn)業(yè)革命“生命科學技術(shù)革命”的領頭人微流體芯片系統(tǒng)在重復電子芯片的繁榮，必將改變?nèi)祟愇?/p>

3、來的生活方式。1995年，美國第一家microfluidic chip公司CaliperTechnologies在一年內(nèi)籌集了近一千萬美元的資金，1999年成功上市，同年市值為7500萬美元，2011年為10億美元。第二，微流體芯片，第五，微流體芯片系統(tǒng)從事疾病檢測、生化分析、蛋白質(zhì)檢測、藥物篩選、藥物檢驗、商品檢驗、環(huán)境監(jiān)測、犯罪科學、軍事科學和宇宙科學等非常廣泛的領域。第二，微流體芯片能做什么，第二，微流體芯片能做什么，第七，nanye，ajoianhuaqhin，* aweiweishi，axii，數(shù)千，數(shù)十萬元，Microfluidics)Micro:microfluid ics:應用

4、流體學，如何配置微芯片系統(tǒng)，9，注入泵：工作時，單片機系統(tǒng)發(fā)出控制脈沖旋轉(zhuǎn)步進電機，而靜壓泵：恒流泵精密耐用，流量穩(wěn)定，可持續(xù)調(diào)節(jié)高壓力和正數(shù)，輸送物質(zhì)不接觸外界，防止污染，向各種流量添加液體。有微量運輸，也可以用在小罐里。注入器，10，電泳：帶電粒子在電場下朝著與電性相反的電極運動，稱為電泳。帶電粒子在電場中以不同速度移動，到達分離的技術(shù)稱為電泳技術(shù)。磁分類：在磁場內(nèi)的磁性物質(zhì)或電流因磁場的作用而感覺到磁力，與其他沒有磁性的物質(zhì)分離。熱傳導：熱量從系統(tǒng)的一部分傳遞到另一部分，或從一個系統(tǒng)傳遞到另一個系統(tǒng)的現(xiàn)象稱為傳熱。，取樣器，11，取樣器，12，重力驅(qū)動：通過液體磁重力完成樣品，13，離心

5、力驅(qū)動，centrifugalmicrofluidicsplatform，anal.chem.2002，Chem.2002，74，1565-1571，培養(yǎng)：將現(xiàn)有微生物、細胞和組織培養(yǎng)小型化，通過結(jié)構(gòu)設計將微通道變成培養(yǎng)皿，同時控制溫度、濕度、氣體濃度，生物培養(yǎng)功能，15，分離：應用通道內(nèi)的變形或驅(qū)動力，在停留時間，16，光譜檢測器：光譜儀(Spectroscope)是將組件的復雜光分解為光譜線的科學設備，由棱鏡或衍射光柵等組成，可以使用光譜儀測量物體表面反射的光。太陽的7色光是肉眼可分辨的部分(可見光)，但通過光譜儀分解太陽，按波長排列，可見光只占光譜內(nèi)的很小范圍，其馀的是肉眼無法分辨的光譜

6、，如紅外、微波、紫外線、x射線等。通過光譜儀捕捉光信息，沖洗成照相膠片，或計算機化數(shù)字儀器的顯示和分析，測量物品中包含哪些元素。檢測器，17，電化學檢測器：一種測量化學系統(tǒng)或樣品電響應的分析方法。它構(gòu)成了化學電池的組成部分，通過測量電池的特定物理量(如電勢、電流、電導或電量)來求出物質(zhì)的含量或測量特定的電化學特性。18，19，有機聚合物芯片(PDMSPMMAPC等)玻璃芯片紙芯片，有微流體芯片，20，PDMS:聚二甲基硅氧烷是聚合物硅化合物，一般稱為硅。光學透明，一般認為是惰性、無毒、不連續(xù)性?；谏镂C械中包含的微流道系統(tǒng)、密封膠、潤滑劑、保護劑等使用最廣泛的硅的微流體芯片，混合21、a(

7、基本成分)、b(固化劑)的兩個組件后加熱硬化后透明軟材料的優(yōu)點：惰性、生物相容性、透明、易加工的缺點可用于生產(chǎn)衛(wèi)生陶瓷等的無毒環(huán)保材料，具有良好的化學穩(wěn)定性，耐候性，粉碎時不易制作尖銳碎片的微流體芯片，23，PC是幾乎無色玻璃形態(tài)的無定形聚合物，具有良好的光學特性。 PC高分子量樹脂具有高韌性，主要性能缺陷是水解穩(wěn)定性不夠高，對間隙敏感，有機化學性，不易劃傷，長期暴露在紫外線下呈黃色。與其他樹脂一樣，PC易受某些有機溶劑的濁度影響。以透明板材、渠道加工模具熱壓、加工機械加工等、24、玻璃：硼硅酸鹽玻璃：SiO2和B2O3為主要成分，制造炊具、實驗室設備、金屬焊接密封玻璃等的耐熱性和化學穩(wěn)定性好

8、。硼酸鹽玻璃以B2O3為主要成分，熔體溫度低，能抵抗鈉蒸汽腐蝕。含稀土元素的硼酸鹽玻璃折射率高，分散少，是新型光學玻璃。磷酸鹽玻璃以P2O5為主要成分，折射率低，分散少，用于光學器件。石英玻璃：SiO2含量大于99.5%，熱膨脹系數(shù)低，高溫，化學穩(wěn)定性好，通過紫外線和紅外線，熔體溫度高，粘度大，成型困難。多用于半導體、電光源、光電通信、激光等技術(shù)和光學系統(tǒng)。鋼化玻璃：屬于安全玻璃。鋼化玻璃實際上為了提高玻璃的強度，通常使用化學或物理方法在玻璃表面產(chǎn)生壓縮應力，在玻璃施加外力時先抵消表面應力，以提高承載能力，提高玻璃本身的風壓、制冷、沖擊性等。25，其他紙屑金屬芯片凝膠芯片等，26，微結(jié)構(gòu)的形成

9、1經(jīng)典光刻技術(shù)，photolithographproceduresformakingglasstemplate。(a) spinecoatingofphotologicist，(b) coveredwithnos，(c) exposure，(d) developing，(e)etps，適用于硅、玻璃、石英等材料，與現(xiàn)有半導體行業(yè)的方法一致。濕式和干燥法兩種，干燥法分辨率高，相應的制造成本也高。Analyst，2004，129，305308，芯片制作和修改，27，2模板澆注(成形法)，processoverviewformassmanufacturingfofplasticmicrofluidi

10、csystem批量生產(chǎn)時成本低。Anal.Chem .2002，74，78A-86A，28，微結(jié)構(gòu)成形，3模板熱壓，schematic re presentationofthefabricationmethodinvolving hotems適合熱塑性聚合物。applied physicalsletters，2002，80，3614-3616，29，微結(jié)構(gòu)的形成，微結(jié)構(gòu)的形成4激光刻蝕，激光直接加熱聚合物或玻璃以形成微結(jié)構(gòu)的激光刻蝕，Anal.Chem玻璃芯片組合后，高溫爐的加熱速度為10oC/分鐘，在620oC下保溫3.5小時，然后以10oC/分鐘的速度冷卻。石英芯片粘接溫度最高1000oC

11、以上。這種方法對操作技術(shù)要求很高?，F(xiàn)代科學儀器，2001，4，8-12，1熱鍵耦合，31，芯片封裝在玻璃、石英和硅片密封中廣泛使用了陽極鍵合方法。就是在結(jié)合過程中應用電場，使結(jié)合溫度低于軟化點溫度。從500-760伏電場加熱到500oC，兩塊玻璃可以結(jié)合在一起。當兩塊玻璃板還沒有接合時，板間空氣間隙承擔了大部分電壓降，玻璃板可以被視為具有吸引力的平行板電容器(與電場強度的平方成比例)，因此接合將從兩塊玻璃中最近的點開始，中和下一片可移動的正電荷(主要是Na)和頂板的負電荷，從而產(chǎn)生氧化物層(這種密封兩塊玻璃板的過渡層)。這一點在連接完成后，周圍的空氣間隙相應變薄，電場力增加，連接擴散，直到整體

12、緊貼?，F(xiàn)代科學儀器，2001，4，8-12，2陽極鍵合，32，芯片封裝，3室溫鍵合，Anal。Chem.2004，76，5597-5602，Wen弧芯片技術(shù)，33，4配合(等離子處理或非處理)聚合物板材直接復蓋在玻璃或石英板上。5壓縮，schematic illustrationofsealingandconnectionmethod . thetopandbottomlateresareproceedbyascrewandholders，anal.chem.2002秒是專門設計的房間，可以去除特定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒、有害空氣、細菌等污染物，并使室溫、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度和氣流分布、

13、噪聲振動和照明、靜電控制達到特定需求范圍。也就是說，無論外部空氣條件如何變化，室內(nèi)都有保持原來要求的潔凈度、溫度、濕度、壓力等性能的功能。初時最大的作用是控制硅芯片等產(chǎn)品接觸的大氣的潔凈度和溫度及濕度，使產(chǎn)品能夠在稱為初時的良好環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造。產(chǎn)業(yè)初探以非生物粒子的控制為對象。主要控制空氣塵埃粒子對工作對象的污染，內(nèi)部一般保持正壓狀態(tài)。適用于精密機械產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)(半導體、集成電路等)航空航天產(chǎn)業(yè)、高純化學產(chǎn)業(yè)、核工業(yè)、光子機產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)(光盤、膠片、磁帶生產(chǎn))液晶玻璃(LCD)、計算機硬盤、計算機磁頭生產(chǎn)等多種產(chǎn)業(yè)。生物超靜定間主要控制生物粒子(細菌)和非生物粒子(灰塵)對工作對象的污染。

14、可以分享。a，主要控制微生物(細菌)對象污染的一般生物初探。同時，內(nèi)部材料必須能經(jīng)受各種滅菌劑侵蝕，內(nèi)部一般保證正壓。本質(zhì)上，內(nèi)部材料要經(jīng)過能經(jīng)受各種滅菌處理的工業(yè)初定室。例如：制藥行業(yè)、醫(yī)院(手術(shù)室、無菌病房)食品、化妝品、飲料產(chǎn)品生產(chǎn)、動物實驗室、理化檢驗室、血站等。b，生物安全超凈室：主要控制工作對象的生命體粒子對外部及人類的污染。內(nèi)部要保持與大氣的負壓。例如：細菌、生物學、清潔實驗室、物工程(重組基因、疫苗準備)、必要條件、39、光刻：光刻/紫外線曝光機(MaskAligner)又名：口罩對齊曝光機、曝光系統(tǒng)、曝光系統(tǒng)、曝光系統(tǒng)常用作遮罩對齊光刻技術(shù)的光刻技術(shù)稱為MaskAlignmentSystem。在典型的光刻工藝中，硅片表面的清洗和干燥、涂層、自旋涂層、軟烘焙、對齊曝光、背面烘焙、開發(fā)、硬烘焙、蝕刻、和其他工藝，即光折變(Photolithography)，意味著使用光制作一個圖形(過程)在硅片表面選擇粘合劑，然后將掩碼模板的圖形傳輸?shù)秸掌拇嫫鞯倪^程中，將設備或電路結(jié)構(gòu)臨時“復制”到硅片上的過程。