微流控非接触电导检测芯片的设计与模拟

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1、微流控非接触电导检测芯片的设计与模拟值得拥有的资料是来自平时学习积累总结的有问题的地方肯定有的还请大家批评指正！微流控非接触电导检测芯片的设计与模拟赵苹1傅崇岗1*王立新2（1.聊城大学化学化工学院聊城252059；2.聊城大学传媒技术学院聊城252059）摘要：采用微加工技术制作了微芯片非接触电导检测系统考察了激励电压、激励频率、浓度对输出信号的影响采用wewb5.0软件对检测池的模拟电路进行了仿真模拟通过比较实验和模拟结果发现二者具有较好的一致性说明模拟电路较好地反映了非接触电导检测池的电气特性关键词：微流控芯片；非接触电导检测池；等效电路模拟中图分类号：O6

2、57.8文献标识码：A文章编号：DesignandsimulationofMicrofluidicchipwithcontactlessconductivitydetectionZHAOPing1,FUChong-Gang1*,WANGLi-Xin2(1.Schoolofchem.andchem.Eng.,LiaochengUniversity,Liaocheng,252059,China；2.SchoolofMediaandCommunicationTechnology,LiaochengUniversity,Liaocheng,252059,China)Abs

3、tract:Amicrochipsystemwithcontactlessconductivitydetection(CCD)wasmanufacturedbymicro-fabricatingtechnology.Avarietyoffactorsaffectingoutputsignalssuchasexcitationvoltage,excitationfrequencyandsolutionconcentrationswereinvestigated.TheequivalentcircuitoftheCCDdetectioncellwassimulated

4、usingwewb5.0software.Itwasfoundthattheexperimentalandsimulationresultswereingoodagreement.TheequivalentcircuitwellrepresentedtheelectricalcharacteristicsofCCDcellKeywords:Microfluidicchip；contactlessconductivitydetectioncell；equivalentcircuitsimulation收稿日期：2011-05-10基金项目:国家自然科学基金(No.2

5、0675036),山东省自然科学基金(Y2006B04)作者简介:赵苹(1985-),女,山东莱芜人硕士研究生,主要从事毛细管电泳研究傅崇岗（1965-）,男山东聊城人教授主要从事微分离技术研究　　微流控芯片是微全分析系统的重要发展方向它通过将多个操作单元集成到厘米级大小的微小芯片上达到对样品的自动化、集成化分析检测具有分辨率高、成本低、耗样量少、快速灵敏等优点在基因分析、临床检测等领域得到了广泛应用[1]　　非接触电导检测是近几年来发展起来的一种新型检测技术常用于毛细管电泳和芯片电泳它避免了电极与溶液的直接接触仅置于分离通道末端的两侧将一高频交流信号作用在激励电

6、极上电极同分离通道内的溶液电容耦合形成闭合回路由于样品和缓冲溶液间电导的差别从而产生响应信号非接触电导检测器的优点在于电极材料多种多样而且易于集成检测器结构简单易于定位其外围检测电路设备简单整个检测系统易微型化[2]　　非接触电导检测器的研究[3-7]已有十多年的历史但国内在这方面的研究还刚刚起步检测池结构对其性能有显著影响常见的检测池结构多种多样有圆形、矩形和半圆形等本文在前人工作的基础上设计制作了一种新型微流控非接触电导检测芯片利用wewb5.0软件对检测池的等效电路进行了仿真模拟为下一步优化检测池的结构奠定基础1理论部分　　非接触电导检测[8-11]（Con

7、tactlessconductivitydetectionCCD）的原理同接触电导检测类似都是对溶液的电导进行测量后者避免了电极与溶液的直接接触阻止了电极与溶液间的电化学反应延长了电极的使用寿命并有效地消除了高压直流电场的干扰　　　图1两电极非接触电导检测器示意图　　Fig.1Schematicdiagramoftwoelectrodescontactlessconductivitydetector　　两电极非接触电导检测器见图1激励源提供高频正弦激励电压并施加在激励电极上由于通道管壁的电容耦合作用溶液中便会出现高频电流信号其强度与其电导率成正比非接触电导检测池的

8、等效电路见