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真空科学与技术学报 2015年第9期35卷 1157-1162页

作者：刘坤陈树雷王东阳巴德纯朱彤东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

纳流控芯片可以通过控制电极产生的场致效应对生物大分子的运动进行操纵,在痕量生物分子的探测、分离与富集等方面,具有广阔的应用前景。本文依据生物分子操纵芯片的结构和功能,设计并绘制了芯片电极的结构模型;利用ANSOFT软件对芯片控... 详细信息

纳流控芯片可以通过控制电极产生的场致效应对生物大分子的运动进行操纵,在痕量生物分子的探测、分离与富集等方面,具有广阔的应用前景。本文依据生物分子操纵芯片的结构和功能,设计并绘制了芯片电极的结构模型;利用ANSOFT软件对芯片控制电极进行静电场分析,并根据模拟结果对芯片电极图案进行了优化;采用磁控溅射方法,结合设计加工的掩模,直接在玻璃纳流控芯片背面沉积了芯片控制电极图案,成功制备了生物分子操纵芯片的控制电极。实验结果表明,采用结构优化分析、借助掩模直接磁控溅射制备玻璃纳流控芯片背电极,缩短设计周期、简化制作工艺,满足芯片控制电极的功能设计需求,是一种简便有效的设计与制备纳流控芯片的方法。

关键词：纳流控芯片场致效应控制电极生物分子操纵磁控溅射

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控制电极在烧结混合料仓中料位控制的应用

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冶金设备管理与维修 1996年第3期14卷 11-12页

作者：翁林浩

介绍了烧结工艺中混合料仓料位控制的一种简便有效方法。

关键词：烧结混合料仓料位控制控制电极

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面向生物分子操纵的微纳流控芯片控制实验台的研制

面向生物分子操纵的微纳流控芯片控制实验台的研制

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作者：王志学东北大学

学位级别：硕士

近年来,随着微流控芯片技术的不断深入和发展,纳流控芯片技术或微纳流控芯片技术也得到了快速的发展。微纳流控芯片在离子或分子的分离与富集方面的研究有广阔的前景。随着纳流控芯片通道尺寸的降低,纳米通道具有一些特殊的性质如表面电... 详细信息

近年来,随着微流控芯片技术的不断深入和发展,纳流控芯片技术或微纳流控芯片技术也得到了快速的发展。微纳流控芯片在离子或分子的分离与富集方面的研究有广阔的前景。随着纳流控芯片通道尺寸的降低,纳米通道具有一些特殊的性质如表面电荷,双电层,黏度增加和电渗流降低等,这些特殊的性质使得微纳流控芯片在生物化学分析方面具有重要作用。在这些重要应用中,工作电极起着非常重要的作用。本文根据微／纳流控芯片的特性,设计了面向生物分子操纵的微纳流控芯片控制实验台的结构,该微纳流控芯片以纳流控二极管和三极管为结构单元。根据纳流控二极管和三极管各自的功能,分别设计了各自的工作电极的结构,选取合适的制备方法,制备了控制电极,并对其进行检测,为生物分子操纵芯片控制电极的设计及制备提供了依据。然后,设计了生物分子操纵芯片的功能结构及尺寸参数,并根据芯片结构详细描述了电极的结构设计参数及功能。利用ANSOFT软件对芯片控制电极进行三维建模,对其进行三维静电场分析,讨论分析模拟结果。由于电极引线的作用,纳米通道方向上的电场强度呈现“抛物线”状。对电极结构进行一些优化,对比不同结构的电极在纳米通道表面产生的电场强度,找出了最符合要求的电极结构。利用GROMACS软件模拟了控制电极处的纳米通道表面电荷对通道内生物分子运动的影响。为以后生物分子的操纵实验奠定了基础。选取合适的生物分子操纵芯片控制电极的材料与制备方案,利用直流磁控溅射镀铜的方法,制备了生物分子操纵芯片的控制电极,并对薄膜电极进行了表征,验证了电极符合设计要求。最后,根据实验要求,在经过光刻-刻蚀方法制备的芯片背面制备铜电极,搭建了生物分子操纵的微纳流控芯片控制实验台。在芯片内注入DNA生物分子溶液,在显微镜下得到了DNA分子在压力驱动作用下的运动状况,实现了芯片内的生物分子探测,对实验现象进行讨论分析,验证了该实验台的可行性。

关键词：微纳流控芯片 ANSOFT软件控制电极生物分子磁控溅射

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液浮转子式微陀螺静电伺服技术研究

液浮转子式微陀螺静电伺服技术研究

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作者：王碧哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本论文提出的液浮转子式微陀螺利用悬浮转子式微陀螺的工作原理，又不同于磁悬浮和静电悬浮微陀螺。它采用磁驱动使其在液体腔体中高速旋转。该结构的优势在于可以利用转子在液体中的浮力来减少所需的静电电压。此外，虽然和真空相比，... 详细信息

本论文提出的液浮转子式微陀螺利用悬浮转子式微陀螺的工作原理，又不同于磁悬浮和静电悬浮微陀螺。它采用磁驱动使其在液体腔体中高速旋转。该结构的优势在于可以利用转子在液体中的浮力来减少所需的静电电压。此外，虽然和真空相比，转子在液体中所受到的阻力会较大一些，但是其稳定性更好。同时利用超疏减阻技术能够减少转子所受到的阻力。在此基础上结合静电伺服技术，有效提高陀螺精度和工作性能。所以本论文从静电伺服系统入手，利用有限元分析软件仿真，模拟整个系统的工作情况，分析优化陀螺结构。首先，对各类悬浮转子式微陀螺做简单概述，并对本论文所涉及的液浮转子式微陀螺静电伺服系统的工作原理、控制电路、圆盘转子的流动性做了详细介绍，并列出静电伺服系统传递函数方框图。在对整个系统有一定了解之后，不难看出，圆盘转子结构和控制电极结构对静电伺服系统起着重要作用和影响。其次，为了得到更高的陀螺精度和更稳定的悬浮系统，本论文计算并仿真转子半径和转子高度、工作角速度以及转子角动量的关系，得到最优的转子半径尺寸，本论文采取的转子半径尺寸为7.5mm。除此之外，还重点对控制电极结构进行分析，公共电极半径和转子半径的比值为0.33时，转子所受到的静电力矩达到最大。同时，对控制电极采用圆角处理，降低击穿的可能性，达到优化控制电极的目的。最后，针对转子及控制电极优化后结构，设计控制器，达到静电伺服的效果。本论文首先利用超前-滞后PID算法，该算法的特点是利用低通滤波器，可以有效滤除高频噪声，提高PID控制器的性能。通过有限元分析，控制器的超调量达到7%，调整时间为5.3s。但是，该算法无法满足悬浮系统的非线性，存在不稳定性。所以本论文又应用了模糊PID控制算法，结合Simulink进行静电伺服系统仿真。通过仿真结果对比发现，模糊PID控制器能够更好地、有效地适合微陀螺的非线性及其复杂性。能够快速调节转子，使其回到平衡位置，调整时间为0.52s，超调量为6.4%，对比之前的超前-滞后PID控制器，该控制器在使转子快速回到平衡位置后能够保持零位，实现稳定悬浮，满足设计要求。

关键词：液浮转子式微陀螺控制电极静电伺服 PID控制器

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膜片钳实验中的电极内气动微压力控制系统

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中国心脏起搏与心电生理杂志 2004年第Z1期18卷 102-页

作者：陈思喜瞿安连华中科技大学生物物理与生物化学研究所湖北武汉430074 华中科技大学生物物理与生物化学研究所湖北武汉430074

　　在膜片钳实验中,吉欧封接的形成一般是通过控制电极内压力来实现的.电极入液时,首先需稍加一微小正压使电极内液稍外流,以避免因细胞浴液倒吸入电极而造成玻璃微电极尖端污染;然后需给电极尖端施加一定的负压来实现电极与细胞膜的吸... 详细信息

　　在膜片钳实验中,吉欧封接的形成一般是通过控制电极内压力来实现的.电极入液时,首先需稍加一微小正压使电极内液稍外流,以避免因细胞浴液倒吸入电极而造成玻璃微电极尖端污染;然后需给电极尖端施加一定的负压来实现电极与细胞膜的吸附,进而实现高阻封接(吉欧封接).我们开发了应用于膜片钳实验的气动微压力控制系统,并实际应用到实验中实现细胞的吉欧封接.……

关键词：膜片钳实验玻璃微电极气动封接压力控制系统细胞膜实际应用控制电极内压力正压浴液吸入吸附污染开发高阻负压

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