微通道系统的研制与应用 于 泳.

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1 微通道系统的研制与应用 于 泳

2 MIT Technology Review （2001）
微通道技术的应用 MIT Technology Review （2001） “one of technologies will change the world”

3 微型化的优点： 更小的尺寸：遍携性 更快的处理速度 更少的体积：减少昂贵试剂 集成化和多功能 更高的吞吐量 更低的能源消耗 新功能：尺度效应
更安全：使用材料减少

4 微通道在分析化学方面的应用-微流控芯片(Microfluidic Chip):
也称作芯片实验室(Lab on a Chip)，可以将生物或化学分析实验室的功能转移到芯片上，实现微全分析系统(-TAS)。 试样消耗少、效率高、灵敏度高、易微型化、集成化等优点 成为分析仪器和分析科学发展的重要方向和前沿

5 多学科交叉的新领域 化学 生物学 医学 材料科学 电子学 微流体力学 微机电加工 （MEMS） 微系统 光学

6 微加工技术 加工微通道的材料： 硅、玻璃、石英、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、和聚二甲基硅氧烷（PDMS）。

7 微 加工技术—刻蚀法 3）光胶层和保护膜被刻蚀掉 1）在玻璃上沉积金属保护膜并涂光胶 4）用酸刻蚀芯片层形成微通道
玻 璃 3）光胶层和保护膜被刻蚀掉 掩膜 2）曝光将掩膜上的通道形状转移到光胶层上 UV光 4）用酸刻蚀芯片层形成微通道 5）去掉光胶层和保护膜，并热键合，形成微芯片

8 微 加工技术—模塑法 涂光胶 UV曝光 显影 刻蚀 清洗 阳模刻蚀过程 铸造模板 去阳模 浇铸基片 脱膜 键合 模板复制过程

9 微 加工技术—热压法

10 微 加工技术—激光烧蚀法

11 尺度效应 低雷诺数层流 表面效应占主导地位 非连续介质效应 多尺度和多物理耦合

12 微系统中的混合 Chemical Engineering Journal，2006，118(3)： 189—197．

13 微系统中的混合 Science ，2002， 295（5555）： 647 -651.
Sensors and Actuators A，2000，93（3）：266—272．

14 微尺度的测量技术 技术特征

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18 应用 微通道（微流控分析芯片）的研究已经得到了全世界的广泛关注： 世界许多著名大学和研究所开展了基础和基础应用研究
世界最大分析仪器厂家如惠普、日立、岛津等开展基础应用研究

19 应用：细胞研究

20 应用：细胞研究

21 应用：细胞研究

22 应用：细胞研究

23 应用：聚合酶链式反应（PCR）

24 应用：聚合酶链式反应（PCR） 常规PCR机器 微流控PCR器件

25 应用：液滴 微流控液滴生成

26 应用：液滴 流量控制

27 应用：液滴 分级破碎控制

28 应用：蛋白质晶体 TOPAZ® Screening Chips

29 应用：蛋白质晶体 Curr Opin Struct Biol October; 15(5): 548–555

30 应用：样品组分检测 高压电源 检测电路板 信号发生器 数据采集器 显微物镜 微流控芯片 激光器(532nm) 二向色分光镜 光电倍增管暗盒

31 应用：样品组分检测---同步检测 2×10-6mol/L罗丹明B同步检测信号图(time RSD 5.3%, n=9)

32 结束语： “改變未來的七種技術”之一。 有重大應用前景，尚未真正產業化。

33 谢 谢 !