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用于“芯片实验室”的静电机制微液滴控制芯片的研制
  • ISSN号:0253-3820
  • 期刊名称:《分析化学》
  • 时间:0
  • 分类:TN925.93[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程] TP333[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]清华大学微电子学研究所,北京100084
  • 相关基金:本文系国家自然科学基金(No.10472055)和清华大学基础研究基金(No.JC2003060)资助
中文摘要:

提出了一种结构简单、可编程控制的离散液滴控制芯片。它以硅为衬底,重掺杂多晶硅为微电极阵列,氧化硅为介质层,碳氟聚合物薄膜为疏水层。它克服了传统连续流传输、混合的局限性及层流条件的限制,通过控制施加在微电极阵列上的电压脉冲时序,成功实现了对离散液滴的快速传输和混合。在30V驱动电压下,约0.9μL去离子水液滴传输速度可达24mm/s;在40V驱动电压下,约0.8μL去离子水液滴和约1.4μL的0.0001mol/L Rhodamine液滴在7/30s内完成了快速混合。另外,还提出利用提高液滴速度及来回晃动混合后的液滴等几种加强混合方法。

英文摘要:

A prototype of a programmable electrostatic-based liquid droplet controlling chip with a simple configuration is presented, consisting of Si used as the substrate, heavy doped poly-silicon as the microelectrode array, a SiO2 film as the dielectric layer and a fluorocarbon polymer film as the hydrophobic layer. It overcomes the shortcomings of the traditional continuous flow system and the limitation of laminar flow conditions. By controlling the sequence of voltage pulses applied to the microelectrode array under the dielectric layer, droplets on the surface of the hydrophobic layer can be quickly transported and mixed. The rapid transportation of the deionized droplet with about 0.9 μL was successfully achieved in air by applying the voltage pulse of 30 V, and the transportation speed reached 24 mrn/s. The quick mixing between the deionized droplet with about 0.8 μL and the 0. 0001 mol/L rhodamine droplet with about 1.4 μL was successfully carried out in 7/30 s by applying the voltage pulse of 40 V, and the several methods for enhancement mixing were researched, including increasing the transportation speed of the droplets and enhancing the oscillation of the mixed droplet.

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期刊信息
  • 《分析化学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院长春应用化学研究所
  • 主编:杨秀荣
  • 地址:长春市人民大街5625号
  • 邮编:130022
  • 邮箱:fxhx@ciac.ac.cn
  • 电话:0431-85262017
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-3820
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1125/O6
  • 邮发代号:12-6
  • 获奖情况:
  • 1999获首届国家期刊奖,2000年获中国科学院优秀期刊特别奖,2001年入选中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国乌利希期刊指南,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:52455