微流控技術微型化與功能多樣化的特點,使得微流控系統(tǒng)能夠保證痕量反應物在最佳的條件下反應。通常情況下蛋白質樣品容量較小,表達量較低,傳統(tǒng)的檢測手段難以滿足微量低濃度樣品的要求,亟需一種提高蛋白質相對含量的富集方法。誘導電荷電滲作為一種在顆粒聚集方面極具優(yōu)勢的粒子操縱技術,發(fā)生在電極系統(tǒng)中不加電的電極表面,可實現(xiàn)不同規(guī)模的粒子聚集。本文擬在研究粒子富集中電滲流動特性、電控粒子行為和芯片幾何特征等規(guī)律的基礎上進行聚苯乙烯顆粒的富集預實驗,最終實現(xiàn)對蛋白質的富集。首先,根據(jù)對粒子聚集方法及蛋白質富集的研究,提出了一種基于誘導電荷電滲收集技術的顆粒聚集方法,即沿著通道方向鋪設電極系統(tǒng),直流分量引起粒子的定向移動,交直流分量共同作用產(chǎn)生的穩(wěn)定漩渦實現(xiàn)粒子富集。其次,分析了電滲流動產(chǎn)生的微觀過程,引入復振幅相量推導正弦信號下電極表面的滑移速度公式,以此為邊界條件進行通道內穩(wěn)定流場的仿真。在分析了動靜態(tài)流場中穩(wěn)定漩渦的基礎上,預測粒子可能發(fā)生富集的區(qū)域。再次,研究了上述流場、電場和其他原生物理場對粒子的作用,衡量各個物理量的實際作用效果,運用流場與電場的計算結果,耦合稀物質傳遞場完成顆粒富集的數(shù)值仿真... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究的目的和意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 微流控芯片技術的發(fā)展
        1.3.2 顆粒富集技術
        1.3.3 蛋白質富集技術
    1.4 本文的主要研究內容
第2章 電滲流動產(chǎn)生機理及流動特性分析
    2.1 引言
    2.2 雙電層概述
    2.3 直流電滲的流速分析
    2.4 誘導電荷電滲產(chǎn)生機制
        2.4.1 電化學離子馳豫
        2.4.2 切向電場激發(fā)電滲流
    2.5 誘導電荷電滲流速分析
        2.5.1 電極表面的誘導電荷電滲流速
        2.5.2 正弦信號電極表面流速
        2.5.3 直流極限信號流速分析
    2.6 微通道穩(wěn)態(tài)流場數(shù)值仿真
    2.7 本章小結
第3章 納米顆粒電動富集的仿真與實驗研究
    3.1 引言
    3.2 流動粒子富集機制
        3.2.1 流場對粒子的作用
        3.2.2 電場對粒子的作用
        3.2.3 其他原生效應對粒子的作用
    3.3 納米顆粒富集的數(shù)值仿真
    3.4 富集實驗設計及平臺搭建
        3.4.1 芯片結構設計
        3.4.2 主要實驗參數(shù)及其影響
        3.4.3 微流控芯片加工工藝研究
        3.4.4 材料準備與實驗平臺搭建
    3.5 PS納米顆粒富集實驗
        3.5.1單電極PS顆粒富集實驗
        3.5.2并列電極PS顆粒富集實驗
    3.6 本章小結
第4章 基于懸浮電極系統(tǒng)的蛋白質富集實驗研究
    4.1 引言
    4.2 蛋白質實驗準備
    4.3 蛋白質靜態(tài)富集
        4.3.1 靜態(tài)低頻富集
        4.3.2 靜態(tài)中高頻富集
        4.3.3 蛋白質靜態(tài)富集的頻率響應
    4.4 蛋白質動態(tài)富集
        4.4.1 動態(tài)低頻富集
        4.4.2 動態(tài)中頻富集
        4.4.3 動態(tài)高頻富集
        4.4.4 蛋白質動態(tài)富集頻率響應
    4.5 蛋白質并列電極富集
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]微通道內誘導電滲流樣品聚焦方法[J]. 王成法,周航,宋永欣,潘新祥.  微納電子技術. 2014(11)
[2]氨基酸、肽、蛋白質在溶液中帶電狀況分析[J]. 李雋群.  黔西南民族師范高等專科學校學報. 2003(01)
[3]微流控芯片實驗室及其功能化[J]. 林炳承.  中國藥科大學學報. 2003(01)
[4]微流控分析芯片發(fā)展與展望[J]. 方肇倫.  大學化學. 2001(02)

博士論文
[1]基于微流控芯片的氣溶膠中細菌的富集及快速檢測系統(tǒng)研究[D]. 荊雯雯.復旦大學 2013
[2]基于微流控芯片的二維電泳分離及蛋白質預富集研究[D]. 徐波.華中科技大學 2010
[3]電驅動微流控芯片中傳輸現(xiàn)象的若干關鍵問題研究[D]. 曹軍.上海交通大學 2009

碩士論文
[1]基于誘導電荷電滲的粒子定比例收集機理與實驗研究[D]. 劉江偉.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]流道結構誘導的絕緣介電泳分離微尺度粒子研究[D]. 李彬.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]基于新型3D電極的介電泳微粒分離微流控芯片研究[D]. 賈延凱.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]微納流控芯片蛋白質富集分離新方法研究[D]. 賈慧丹.華中科技大學 2013
[5]基于介電泳力的微粒子收集機理分析與實驗研究[D]. 任玉坤.哈爾濱工業(yè)大學 2008
[6]單分散聚苯乙烯微球的表面電性及自組裝的研究[D]. 劉麗.華東師范大學 2007



本文編號：3207303