用于农药残留检测的声表面波驱动微流控技术

作     者：吕曈 

作者单位：上海应用技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李以贵;胡隆胜

授予年度：2019年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：声表面波 微流控 微驱动器 

摘      要：微流控系统也被称为“芯片实验室,具有样品消耗量低、反应时间短、严格操控及便携性等优势。随着微流控技术的进一步发展,研究者们把农药残留的检测也放在微流芯片中进行。对农药残留检测是关系到人民生命安全、社会稳定的重要工作,也属于安全工程专业研究的实际范畴。微流控芯片可将样品预处理、目标物分选以及检测等多个功能集成到一块芯片上,以流体和阵列多通道的形式缩短分析时间,为农药残留检测提供高效的技术平台。传统流体驱动方式一般有电磁式驱动,压电式驱动,气压式驱动。电磁式与压电式驱动往往需采用阀与泵结合诱导流体朝一个方向流动,利用矩形或圆形膜片的周期性振动来输送液体。这种方法在密封和空间利用方面是不利的,且流道内的内流动面积小,增加阀泵结构的结构难度大,加工成本高;气压式驱动方法需要安装改变流道内液压的的外部装置,不利于微流控芯片的微型化与集成化。以现有微流道材料为参照,根据特氟龙材料耐腐蚀,润滑性好的特点,提出了带局部加热功能的X射线加工特氟龙微流道的新方法,并制备了侧面和底面较光滑的特氟龙微流道。在传统的声表面波驱动器中,声表面波的激励是双向的,驱动效率低。为产生左右不对称的声表面波驱动力,实现对声表面波的单向驱动,基于微细加工技术,设计,制备并测试了浮栅型单向声表面波驱动器,将声表面波驱动器与特氟龙微流道集成,以特氟龙微流道为基体,声表面波驱动器依附于微流道表面,利用叉指换能件产生声表面波直接驱动液体,使液体产生单一方向移动,流道内没有内部构件,没有阀与泵的结构,使流道内无死体积,避免了在反复农药检测中出现液体污染,保证了检测的精确。