在藥物敏感性試驗中,通常使用手動操作的方式對抗菌藥物進(jìn)行一系列倍比稀釋,進(jìn)而測定該藥物對特定菌種的最低抑菌濃度(MIC)。人工操作不僅過程復(fù)雜,還會引入誤差,造成實驗結(jié)果不準(zhǔn)確。如何能快速、便捷、準(zhǔn)確的實現(xiàn)對試劑樣品的倍比稀釋是解決該問題的關(guān)鍵。近年來,隨著微全分析系統(tǒng)(μ-TAS)的快速發(fā)展,濃度梯度微流控芯片作為一種新型器件,以其體積小、響應(yīng)速度快和集成度高等優(yōu)點,在生化分析、化學(xué)合成和臨床測試等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用�；谖⒘骺靥荻染W(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論,論文設(shè)計、制備了一種能夠?qū)μ囟舛鹊囊后w進(jìn)行多級倍比稀釋的微流控芯片。本文首先對壓力驅(qū)動下微流控芯片內(nèi)部流體的流動狀態(tài),以及流體間的傳質(zhì)規(guī)律進(jìn)行了理論分析。為了探究層流狀態(tài)下影響流體間混合效率的因素,設(shè)計了一種帶有擋板結(jié)構(gòu)的T-型方波通道微混合器,并將仿真結(jié)果與T-型直通道微混合器、T-型方波通道微混合器進(jìn)行了對比。結(jié)果表明,微通道結(jié)構(gòu)的改變影響流體的流動狀態(tài),縮短了流體間的擴散距離,加快了流體間的混合。在理論分析與仿真結(jié)果的指導(dǎo)下,本文通過等效電路類比法設(shè)計一款具有倍比稀釋功能的微流控芯片。將微通道網(wǎng)絡(luò)等效為電路,利用基爾霍夫定律對微通道長度進(jìn)行了計算與優(yōu)化。通過COMSOL仿真軟件研究了不同入口流量對濃度梯度造成的影響,最終確定了入口流量的最佳設(shè)置。本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)為材料,結(jié)合微加工工藝對芯片進(jìn)行了制備。其中包括采用光刻技術(shù)完成了Si模具的制作,通過模塑法得到了PDMS基片,最后利用氧等離子體實現(xiàn)了PDMS基片與玻璃的鍵合。微流控實驗平臺搭建完成后,應(yīng)用色素和熒光素鈉試劑分別對芯片的倍比稀釋功能進(jìn)行了定性和定量檢測,實驗結(jié)果表明該芯片達(dá)到了預(yù)期要求。當(dāng)兩個入口的體積流量分別設(shè)定為1.225μL/min和0.375μL/min,經(jīng)過4 min后在芯片的四個出口可分別得到經(jīng)過兩倍稀釋后的試劑樣品,稀釋精度達(dá)到98%,且濃度狀態(tài)能長時間保持穩(wěn)定。該芯片的研究為抗菌藥物的稀釋提出了一種新的方法,對新藥的研究和評估都具有重要的應(yīng)用價值。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN492
【部分圖文】：

1 緒論性濃度梯度的微流控芯片，如圖 1.2（c）所示。該芯片是由上下平行的兩條主通道和垂直于兩條主通道間的連接通道組成，上方主通道內(nèi)的樣品溶液通過連接通道，在下方主通道內(nèi)的凹槽中形成線性的濃度梯度。若改變上方主通道的形狀和連接通道的長度，會導(dǎo)致進(jìn)入到下方主通道內(nèi)的樣品溶液的體積發(fā)生變化，從而在凹槽內(nèi)形成非線性濃度梯度。

1 緒論從不同進(jìn)樣口進(jìn)入金字塔形的微通道網(wǎng)絡(luò)，在各級合并在下一級再次分開。經(jīng)過多次分流、匯合的過程同的濃度梯度。通過改變?nèi)肟诹魉佟悠啡芤号c緩沖可使金字塔網(wǎng)絡(luò)在出口通道處形成各種復(fù)雜形狀的濃

同的濃度梯度。通過改變?nèi)肟诹魉佟悠啡芤号c緩沖可使金字塔網(wǎng)絡(luò)在出口通道處形成各種復(fù)雜形狀的濃 1.3 具有 2 輸入/9 輸出的金字塔網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型濃度梯度微流控芯
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本文編號：2854079