基于硅基过滤片的精子优选芯片设计与优化

利用半导体工艺技术构建了一种基于硅基过滤片的精子优选微流控芯片,具有高活力的精子会克服重力,在微孔的引导下游向精子收集池。分别在7,15,30,60 min对收集池中的精子取样,采用计算机辅助精子分析(CASA)系统进行精液常规检测、精子形态学和DNA碎片分析;对硅基过滤片的孔间距和筛选时间进行了优化。结果表明:6μm孔间距和15 min筛选时间为最佳的精子优选方案。所构建的基于硅基过滤片的精子优选芯片,可以有效优选出具有高活力且DNA完整性和形态正常率较高的精子。芯片精液吞吐量大,活动精子回收率较高,有一定的临床价值,同时提供了一种简单易操作的标准化精子优选流程。

柔性集成化微针生物传感器研究

人体内葡萄糖和酒精浓度对人体健康起到重要的影响,针对上述两个问题,开发了一种新型的柔性集成式微针传感器。聚酰亚胺(PI)固化后的柔性微针薄膜可很好地贴合人体皮肤表面,同时将四电极整合为一个系统,使得传感器集成化、微型化、简易便携,且更易应用于人体,而微针阵列可实现穿透人体皮肤角质层监测,并且增大了传感器的传感表面积。本文利用该传感器成功地监测了类人体汗液和类组织液内葡萄糖和酒精浓度变化,同时进行了仿人体透皮穿透实验,使该传感器的检测效果得到初步验证,证明其在人体监测中的现实可行性。

闪速微量热芯片的研制

鉴于高分子结晶动力学研究过程中为抑制结构重组和结晶成核需要超快升降温测试,提出一种基于超薄氧化硅(SiO2)—氮化硅(Si3N4)复合膜的闪速微量热芯片。采用微机电系统(MEMS)技术,以铂(Pt)作为加热丝和测温电阻,采用背面硅干法刻蚀技术加工获得超薄悬空结构,完成闪速微量热芯片的加工,并对芯片热响应特性进行了表征测试。结果显示:闪速微量热芯片升降温响应时间在微秒(μs)量级,升温速率达到7.8×10^(7)K/s,并检测到热分析标准物质铟(In)的熔融特征点。