聚合物微流控芯片微滴生成及其尺寸检测

以应用在ddPCR检测的聚合物微流控芯片作为研究对象,针对其微通道的具体结构特点,研究其微滴生成尺寸与连续相(氟油)、离散相(去离子水)理论驱动压力的关系。通过设计的检测平台,配合计算机图像处理手段,对在驱动压力范围下生成的微滴进行图像拍摄、尺寸测量和均一性分析。研究结果表明:连续相(氟油)驱动压力与离散相(去离子水)驱动压力分别为31 kPa和26 kPa,能稳定生成满足尺寸指标要求的微滴,且球形良好、液滴界限明显;图像检测处理的结果与CCD高速摄像头配套软件抽样的测量均值接近,误差控制在2μm以内,可实现快速检测,应用方便,可操作性强。

微滴生成系统的流体仿真与结构优化

在微滴生成系统中,下压通道孔径和管孔角度是影响乳液形成的重要因素。基于流体力学理论,对气体流道的流体进行仿真分析,通过改变下压通道孔径和管孔角度,仿真得到压力与速度云图。对微滴生成系统进行结构优化,并对比优化前后的压力曲线,得到最优结构。通过结构优化,保证微滴生成的均一性和稳定性。

对称Y型分岔微通道微滴分裂数值模拟与实验探究

利用ANSYS Fluent软件中的两相流VOF模型,建立了微流控芯片中微滴通过对称Y型分岔微通道的三维动力学模型,实现了微滴流动的动态模拟,微滴界面演化的模拟结果与实验结果相吻合验证了该模型的有效性。通过该模型研究了微滴通过对称Y型分岔微通道的分裂行为和微滴分裂过程中压力场、速度场的演化过程,揭示了微滴在4种不同流型和不同阶段下的破碎机理,得到了微滴各流型与毛细数Ca和微滴尺寸之间的关系;根据模拟得到的各类流型数据,在MATLAB中拟合得到了该模型下微滴破裂与非破裂边界的预测方程。研究结果不仅为微滴分裂提供了一种简便有效的方法,在生物医学、能源化工及食品工程等领域也具有潜在应用价值。

微流控液滴技术及其在生物医学分析中的应用进展

微流控芯片微滴技术作为一种基于微流控芯片的操控微小体积液体的新技术,以分散的微滴单元作为微反应器,它大大强化了微流控芯片的高灵敏度、低消耗、高通量和自动化等优点,受到日益广泛的重视,并在物理学、化学和生物学等领域中显示出巨大的应用潜力。文章叙述了微流控微滴领域的最新进展,对新的微滴生成技术及操控技术进行介绍,最后阐述了微滴技术在生物医学分析中的最新研究进展。

一种基于反相微乳液的数字PCR微滴的制备方法

目的提出一种新型的微滴生成方式——油包水(W/O)包裹技术,为数字PCR实验过程中微滴的制备提供一种更便捷的方式。方法通过配制一定比例的特定油相以及包含模板DNA等反应物的特定水相,在不同条件下形成W/O微滴,并进行PCR反应。结果所形成的微滴粒径大小均匀,并且在进行PCR反应过程中热力学性能保持不变,微滴不会因温度升降而破裂,适合于数字PCR中微滴的制备。结论生成的微滴可以有效地使模板DNA进行扩增反应。

一种用于微滴式d-PCR的疏水通道微流控芯片制备方法

通过对实验室普通载玻片进行表面改性,使其表面性质完成由亲水性向疏水性转变,从而使得后续利用软光刻技术所制得的微流控芯片内部流道具有疏水性能。同时分析了玻片改性可能存在的化学过程原理。并通过实验验证了这一表面改性用于微流控芯片微滴生成的可行性及其微滴生成大小、均一性等性能,促进了微滴式微流控芯片用于d-PCR技术开发的应用。

气动膜片式微滴喷射系统原理与实验

利用压电式微滴喷射技术驱动力传递路径短、驱动可控和气压直接驱动微滴喷射耐高温的优点,提出了一种气动膜片式微滴喷射技术.以压缩气体为驱动源,膜片为驱动部件,通过电磁阀通断控制流体形成射流,并使射流颈缩分离形成微滴.以无粘性流体伯努利方程和粘性流体动量守恒方程为基础,建立了微滴喷射过程的数学模型.以气动膜片式微滴喷射装置对焊料进行微滴喷射实验,得到了直径偏差在3%以内的焊球.在喷嘴孔径为80μm和100μm的情况下,分别获得最小直径为85μm和105.3μm的金属焊球.