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基于元胞自动机算法的三维玻璃微流控芯片湿法刻蚀模拟研究

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计算机学报 2008年第5期31卷 868-874页

作者：杜立群李璞刘军山大连理工大学教育部精密与特种加工技术重点实验室辽宁大连116023 大连理工大学创新实验学院辽宁大连116023 大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室辽宁大连116023

以二维动态元胞自动机理论为基础,提出一种针对玻璃各向同性刻蚀特性的三维动态元胞自动机(Cellular automata)算法.利用创建刻蚀链表的方式代替传统的元胞搜索,提高了算法效率,并通过改进元胞信息的存储方式,使得三维元胞阵列得以存储... 详细信息

以二维动态元胞自动机理论为基础,提出一种针对玻璃各向同性刻蚀特性的三维动态元胞自动机(Cellular automata)算法.利用创建刻蚀链表的方式代替传统的元胞搜索,提高了算法效率,并通过改进元胞信息的存储方式,使得三维元胞阵列得以存储于二维矩阵中.最后利用OpenGL技术对刻蚀结果进行三维成像.该算法在个人计算机上实现了较高分辨率(4000×4000像素)的三维刻蚀模拟与显示.通过对比玻璃刻蚀的实验结果和前人的研究评估模型,模拟结果完全能够实现对刻蚀结果的预测.文中的研究表明:建立的三维元胞自动机算法可以有效地应用于玻璃刻蚀过程的模拟.

关键词：玻璃芯片湿法刻蚀元胞自动机 OpenGL三维成像计算机模拟

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模板电解法快速制作玻璃微流控芯片

功能材料与器件学报 2008年第2期14卷 491-495页

作者：叶嘉明李明佳庄金亮周勇亮厦门大学化学化工学院化学系化学生物学福建省重点实验室厦门361005

玻璃微流控芯片在许多领域已经得到较广泛的应用,但目前的加工需要繁琐的步骤及昂贵的设备进行图形转移及金属牺牲层开窗口。本文提出一种快速制作金属牺牲层图形窗口以用于玻璃微流控芯片加工的方法。以CO2激光直写加工PET膜模板,微细... 详细信息

玻璃微流控芯片在许多领域已经得到较广泛的应用,但目前的加工需要繁琐的步骤及昂贵的设备进行图形转移及金属牺牲层开窗口。本文提出一种快速制作金属牺牲层图形窗口以用于玻璃微流控芯片加工的方法。以CO2激光直写加工PET膜模板,微细电解加工玻璃基片上的铬/金牺牲层快速获得窗口,湿法腐蚀及热键合制作玻璃微流控芯片。结果表明该法可在10秒内开窗口,电解加工过程使用的模板厚度、电解液组成及施加的压力与电压对窗口的质量都有显著影响。加工的微通道宽度为145μm,边缘整齐,宽度均匀,相对标准偏差为3.72%,深度25μm,底部平整度高,并成功用于氨基酸混合液的芯片毛细管电泳分离。同时使用该方法加工的金微电极阵列,电极宽度为100μm,最小间距可达100μm。

关键词：微流控芯片微细电解加工玻璃芯片微电极

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玻璃基微流控芯片电渗泵

玻璃基微流控芯片电渗泵

作者：游炜臻厦门大学

学位级别：硕士

微流控芯片是以微米级通道网络为基本特征,以微机电系统(MEMS)为加工平台构建的微分析单元与系统,将生物、化学等领域所涉及的样品制备、分离、检测、反应等基本操作单元集成到一块几个平方厘米的芯片上。由于其具有微型化、集成化、自... 详细信息

微流控芯片是以微米级通道网络为基本特征,以微机电系统(MEMS)为加工平台构建的微分析单元与系统,将生物、化学等领域所涉及的样品制备、分离、检测、反应等基本操作单元集成到一块几个平方厘米的芯片上。由于其具有微型化、集成化、自动化、分析速度快、样品消耗少等优点,具有广泛的应用前景,在疾病诊断、药物筛选、环境保护、司法鉴定等领域发挥重要作用。微流控芯片可以在野外及其他实验室以外的场所使用,因而又被称为芯片实验室。但是,在实际应用中,真正能在野外使用的芯片还相当少见,因为芯片往往需要配备比较复杂的系统进行溶液的驱动和控制等操作。利用电渗现象进行微流体的驱动,可以非常灵巧,便于集成和多路控制,因此,微电渗泵的驱动系统微型化与集成化是微流控芯片扩展其应用范围的关键技术之一。本论文围绕解决微流控芯片上电渗泵存在的两个问题,即主通道中电场干扰与操作电压高带来的安全与功耗等问题,进行探索,具体研究内容如下: 1.基于标准光刻与湿法刻蚀技术,优化了玻璃微流控芯片的制作工艺。建立了低温键合方法,为玻璃微流控芯片的后续应用建立基础。 2.建立微流控芯片微通道选择性聚电解质层层自组装电荷修饰方法,在不同的微通道表面修饰不同的电荷,为芯片表面的多功能化建立技术基础。 3.对于微电渗泵主通道电场干扰问题,设计了Y型无电场微电渗泵,通过聚电解质自组装修饰使Y型两侧臂通道表面分别带正、负电荷,当电渗泵工作时,外加电场仅存在于侧臂通道,而主通道中无电场作用。侧臂通道由一系列平行微通道构成,以增大电渗泵流速。 4.对于微电渗泵需高电压驱动问题,设计了一种多级微电渗泵,即通过电渗泵单元串联、电压并联、减小电渗泵通道长度的做法实现在低操作电压下电渗泵压强串联,增大电渗泵压强。在驱动电压为50 V时,7级电渗泵的输出压强约为710 Pa。 5.设计并制作了一系列基于拐角、单元长度变化的微混合器,并采用荧光法、标准偏差法考察了Reynolds数、拐角、单元长度对混合效果的影响。

关键词：微流控芯片玻璃芯片微电渗泵微混合器

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智创“芯”未来

智创“芯”未来

用于微流控液滴检测的共焦激光诱导荧光检测系统

孝感日报

作者：王德强喇晓光宋晴

打造新高地，智创“芯”未来。在当日下午举办的“创芯未来”产业发展论坛上，从事芯片领域研发、制造的专家和企业家云集一堂，围绕芯片领域前沿科技、优秀成果等进行分享和探讨。光互联技术是一种利用光信号传输信息与数据的技术，具... 详细信息

打造新高地，智创“芯”未来。在当日下午举办的“创芯未来”产业发展论坛上，从事芯片领域研发、制造的专家和企业家云集一堂，围绕芯片领域前沿科技、优秀成果等进行分享和探讨。光互联技术是一种利用光信号传输信息与数据的技术，具有高带宽、低损耗、长距离传输和抗电磁......

关键词：芯片技术光量子光互联玻璃芯片

来源： cnki报纸评论

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光谱实验室 2011年第3期28卷 1517-1519页

作者：徐春秀蔡龙飞韩山师范学院化学系广东省潮州市湘桥区桥东521041

以发射波长为473nm的二极管泵浦激光器为激发光源,搭建适于微流控液滴检测的共聚焦激光诱导荧光检测系统。系统玻璃芯片采用简易加工技术加工而成,并用2%十八烷基三氯硅烷将微通道处理为具有强疏水性质。荧光素钠溶液在T形通道交叉处被... 详细信息

以发射波长为473nm的二极管泵浦激光器为激发光源,搭建适于微流控液滴检测的共聚焦激光诱导荧光检测系统。系统玻璃芯片采用简易加工技术加工而成,并用2%十八烷基三氯硅烷将微通道处理为具有强疏水性质。荧光素钠溶液在T形通道交叉处被十四烷剪切形成液滴,液滴流经检测点时被激光诱导荧光系统检测。荧光素钠的检出限为1.1×10-9mol/L。

关键词：微流控液滴激光诱导荧光玻璃芯片

微流控芯片葡萄糖电化学检测系统集成方法研究

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微流控芯片葡萄糖电化学检测系统集成方法研究

作者：张玉梅东北大学

学位级别：硕士

葡萄糖生物传感器是检测葡萄糖浓度最常用的方法,微型化和便携化是其发展的个重要方向。微流控芯片技术的发展为生物传感器的小型化及试样与试剂消耗的降低提供了条件。本论文对微流控芯片葡萄糖电化学流动分析系统的集成特性进行了改进... 详细信息

葡萄糖生物传感器是检测葡萄糖浓度最常用的方法,微型化和便携化是其发展的个重要方向。微流控芯片技术的发展为生物传感器的小型化及试样与试剂消耗的降低提供了条件。本论文对微流控芯片葡萄糖电化学流动分析系统的集成特性进行了改进,通过将葡萄糖氧化酶固定于微流控芯片通道内壁的方法提高了系统的集成性;采用两电极电化学检测方法使系统的集成性得到了进一步提高,系统成功地用于人血血浆中葡萄糖含量的测定。利用共价键合法将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在玻璃质微流控芯片通道内壁上,使其既作为样品流通通道,同时作为微型酶反应器和电化学检测单元。将该微流控芯片与注射泵连接,实现了对葡萄糖的流动检测。用电化学检测方法测得固定化酶的表观米氏常数(Km)为10mmol/L,在+0.5V ***/AgCl,葡萄糖浓度在1.0×10-4～5.0×10-3mol/L范围内呈现良好的线性(r=0.9989),检出限为5.0×10-5mol/L(S/N=3),相对标准偏差(RSD)为2.7%(n=7),在三天之内没有明显的酶流失现象。该方法实现了微酶反应器与电化学检测单元在同一微流控芯片上的集成,并成功地用于葡萄糖的流动检测。无需芯片外的Ag/AgCl参比电极,直接将集成在芯片通道内的两个铂电极分别作为工作电极和对电极,对电极兼作参比电极,建立了两电极电化学检测系统,同样实现了葡萄糖的流动检测。用该方法测得毛细管固定化酶表观米氏常数(Km)为24mmol/L,在+0.7V ***,葡萄糖浓度在2.0×10-4～5.0×10-3mol/L范围内呈现良好的线性(r=0.9989),检出限1.0×10-4mol/L(S/N=3),相对标准偏差(RSD)为2.9%(n=7)。采用同样条件下分别在有和无酶反应器的情况下所测得的电流差值的方法校正共存的电化学活性组分对葡萄糖的电化学干扰,使抗坏血酸和尿酸的电化学干扰由18%降低到5.4%。

关键词：玻璃芯片葡萄糖生物传感器集成酶反应器电化学检测两电极系统

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生物芯片

天津经济 2001年第2期 49-49页

作为最近几年在生命科学研究领域崭露头角的一项新技术,生物芯片技术是随着人类基因组研究的深入在20世纪90年代初期应运而生的。近年来,这一项技术显示出强劲的发展势头。生物芯片技术是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的... 详细信息

作为最近几年在生命科学研究领域崭露头角的一项新技术,生物芯片技术是随着人类基因组研究的深入在20世纪90年代初期应运而生的。近年来,这一项技术显示出强劲的发展势头。生物芯片技术是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的缩微技术,将现在生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程,如样品制备、化学反应和定性、定量检测等手段集成于指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上,使这些分析过程连续化和微型化。也就是说,将现在需要几间实验室、检验室完成的技术,制作成具有不同用途的便携式生化分析仪,使生物学分析过程全自动化、分析速度成千上万倍地提高,所需样品及化学试剂则成千上万倍地减少。

关键词：生物芯片生命领域生物芯片技术玻璃芯片

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美国科学家制成纳米导线集成电路

集成电路应用 2005年第6期22卷 24-24页

日前，美国哈佛大学以化学教授查尔斯·利伯和电气工程助理教授唐西·汉姆为首的一个多学科研究小组报告说，他们利用玻璃芯片和一种掺有纳米导线的溶液，通过低温下的普通照相制版蚀刻技术依次制成了逻辑变相器和由变极器组成的时钟振... 详细信息

日前，美国哈佛大学以化学教授查尔斯·利伯和电气工程助理教授唐西·汉姆为首的一个多学科研究小组报告说，他们利用玻璃芯片和一种掺有纳米导线的溶液，通过低温下的普通照相制版蚀刻技术依次制成了逻辑变相器和由变极器组成的时钟振荡电路。

关键词：纳米导线集成电路玻璃芯片时钟振荡电路频率