本文關鍵詞：聲場流分離機理及實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2015年

聲場流分離機理及實驗研究

尹海燕  

【摘要】：聲學驅(qū)動流體運動的技術是聲——流體力學的一個重要分支。這項技術能有效的驅(qū)動低雷諾數(shù)下的液體產(chǎn)生運動。在超聲駐波場中，利用聲場輻射力可以分離液體中的懸浮微粒，如，生物分子、染色體、蛋白分子、膠體顆粒和細胞等。然而與其他聲學驅(qū)動應用相比，聲學驅(qū)動在場流分離領域的應用卻沒有引起人們足夠的關注。因此，本課題研究內(nèi)容圍繞聲場流對綠色熒光蛋白（GFP）純化展開。主要研究內(nèi)容如下： （1）在查閱大量文獻的基礎上，分析了場流分離國內(nèi)外發(fā)展情況，總結了聲場流驅(qū)動的現(xiàn)狀，分析了郎之萬壓電振子在場流分離設備上應用的意義。 （2）推導了溶液中懸浮微粒受到的超聲輻射力的表達式，并分析影響輻射力的幾個要素。給出了作用于微粒的液體粘滯阻力、沉降力計算公式，從而得出超聲駐波場中微粒受力分析的二維解析模型，，并得到了微粒的運動方程。 （3）設計并開發(fā)了聲場流分離設備。根據(jù)壓電理論基礎知識和超聲駐波在介質(zhì)中傳播的速度計算公式，設計分離設備結構，為了避免硅膠密封圈對腔室中待分離微粒造成污染，提出了把密封圈放在蓋片上的設計方案，同時比較研究了利用黏接法、熱鍵合法和螺栓直接連接法加工制造分離設備的區(qū)別。 （4）利用超聲輻射力和聲沖流聯(lián)合作用對GFP原液進行純化，并在不同的條件下，進行了系列的實驗，驗證了理論模型的正確性。由于GFP的直徑較�。�2.4～4.2nm），遠遠的小于1μm，所以原液中的GFP被推到了靠近流道的側(cè)壁位置。 （5）對比分析了聲場流分離法、飽和硫酸銨法、柱層析法、磁珠法純化綠色熒光蛋白的分離純化效果，聲場流分離法分離的GFP純度介于飽和硫酸銨沉淀法和柱層析法之間，具有GFP活性的蛋白含量占總GFP含量的64%。因而，利用聲場流方法進行蛋白純化仍需要對其操作過程中的條件進行優(yōu)化。 本課題結合壓電學、力學、機械學和生物學等多學科知識，深入分析了所設計的新型聲場流分離設備的工作機理。本文研究所取得的成果將為分離設備性能改進提供了理論和實驗支撐。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O35
【目錄】：

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