面向典型微流控芯片的流场测速技术研究

介绍了微流体流动特性测试技术的发展和应用概况,选用激发光源、荧光显微镜和高精度CCD摄像机等建立了显微粒子图像测速装置,用于测量微流控芯片内部电渗流流动特性,并给出显微成像单元、激发光源、示踪粒子的技术指标和适用范围.根据微流控芯片的特征尺寸和内部电渗流速度,分析了应用显微粒子图像测速技术测量微流场速度分布的测量分辨率、测量精度、测速范围等关键问题.研究结果表明:在电场强度100V/cm、宽度50μm的玻璃微通道内,硼砂电渗流速度约为220μm/s,放大倍率低于40倍,MicroPIV动态测速范围能满足流场测速要求;选用直径300nm的荧光粒子,在高于10倍放大倍率下,粒子像大于3个CCD像元的尺寸,可以进行观测;MicroPIV测速系统的测速精度则与光学系统、图像处理技术、电场力、布朗运动等有关系.