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2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议 组合驱动式多功能微芯片流体智能控制仪的研制* 李清岭,陈蓁蓁,张惠，张欣媛，王志远，唐波 山东师范大学化学化工与材料科学学院，教育部分子与纳米探针重点实验室，济南，250014 微流体的驱动控制是完成微流控芯片进样、混合、分离等操作的关键技术 [1] 。当前，为 了在微流控芯片中实现生物分析，要求流体在微芯片通道间的流量（一般为 100 pL/min–几 个µL/min范围）、流动相组成和流向自动可控，且不干扰生物的原始特性和分析系统工作的 稳定性。由于各类生物流体之间、以及生物流体与化学流体之间的流动特性存在较大差异， 在不增加芯片上设计和加工微阀或/和微泵装置的前提下，有效实现微流体的上述操控要求。 发展多种驱动功能的集成和完全自动化的连续流控技术非常必要[2] 。为此，我们在完成智能 [3] 电动控制微芯片流体的基础上 , 自主设计并研制了一种集电动、注射微泵、介电电泳、电润 湿等驱动于一体的组合驱动式多功能芯片流体智能控制仪。 如图 1 所示，本仪器主要由单片微处理器（SCM ）、微流体操控单元（包括: 六路高压、 双路注射微泵、介电电泳发生、电润湿低压发生、微区温控）、细胞到达监测/触发输出转换 和可在Windows环境下运行的程序软件组成。程序软件将每个微流体操控单元的总输出时间 分为 8 个时间段（每个时间段表示芯片生物分析中的混合、荧光标记、进样、单细胞溶膜、 电泳分离、检测等操作步骤）。基于预置参数，本仪器能够提供每一时段内每一操控单元输 出模式间的独立或/和同步的可编程输出流程，包括细胞到达而执行新的输出模式和过流意 外情况的处理。该仪器完整的试验控制，使得创建适应性强、误差范围小的微流体有效控制 更为灵活和简便，便于在不同结构芯片中自动化完成微流控、微芯片电泳、尤其是单细胞组 分分析和多维分离分析的流体操作设计。 图1：仪器外观及其硬件结构示意图 参考文献： [1] Dittrich P S, Tachikawa K, Manz A. Analytical Chemistry , 2006, 78: 3887-3908. [2] Li Q L, Chen L X. Progress in Chemistry, 2008, 20 (09): 1406-1415. [3] Qingling Li, Hui Zhang,Yan Wang, Bo Tang. Sens. Actuators B, 2009, 136 (1): 265-274. *国家自然科学基金, 山东自然科学基金(Y2008B15)和教育厅科技计划 (J08LC14)资助 E-mail: liqi@sdnu.edu.cn , E-mail: Tang B@sdnu.edu.cn
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