电导法检测毛细管电泳芯片

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1、图书分类号：O657.8U.D.C.:543.54工学硕士学位论文电导法检测毛细管电泳芯片硕士研究生：宣雷导师：王蔚高工副导师：田丽讲师申请学位级别：工学硕士学科、专业：微电子学与固体电子学所在单位：电子科学与技术答辩日期：2007年2月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O657.8U.D.C.:543.54DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringIntegratedCapillaryElectrophoresischipForConductan

2、ceDetectCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：XuanLeiWangWeiSeniorEngineerMasterofEngineeringSpecialty：MicroelectronicsandSolidstateElectronicsDateofOralExamination：University：February,2007HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要集成毛细管电泳芯片是结合生物技术、

3、微电子工艺及微电子机械系统（MEMS）技术把各种沟道、电极槽、检测流动池等集成在同一个基片内的超高速电泳仪。这种分析器件具有高效、快速、节约样品等优点，在生物化学、环境检测、医药医学等诸多领域已经得到越来越广泛的应用。本文回顾了集成毛细管电泳芯片的发展状况，介绍了毛细管电泳芯片的工作原理，分别介绍了电泳理论、分离理论、进样与检测方法。讨论了芯片检测沟道的结构设计和毛细管电泳芯片电导法检测电极的设计，其中，根据检测的参数不同，分别提出了接触式和非接触式电导检测的两种电极结构。介绍了制作毛细管电泳芯片的材料聚二甲基硅氧烷（PD

4、MS）和有机玻璃（PMMA），研究了以PDMS和PMMA为材料的电泳芯片制作工艺，并研制出集成毛细管电泳芯片样品。在芯片制作工艺的研究中，提出了PDMS芯片的氨水键合法和氧离子表面改性键合法以及PMMA芯片的热压键合法，另外提出了PDMS芯片的二次模板制作方法。最后，用电导法对金属离子进行了检测。论文详细介绍了在检测实验过程中所遇到的问题和解决的方法，包括缓冲溶液的选取，检测样品的前处理，实验操作过程中沟道的清洗及芯片的维护，气泡问题及解决方法等。最终检测出了金属离子，验证了芯片设计的合理性和可行性，并为下一步研究工作奠定

5、了基础。关键词毛细管电泳芯片，电导法检测，PDMS，PMMA，MEMS。-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntegratedCapillaryElectrophoresischip(ICEC)involveswithbiology,microelectronicsandMEMS.Itisaveryhighspeedelectrophoresisanalyzerwhichintegrateschannels,electrodegrooveinasinglechip.Theanalysisdeviceha

6、smeritssuchasefficiency,highspeedandsample-saving.Itisusedinmanyfieldslikebiochemistry,environmentdetectionandpharmacymoreandmorewidely.ThepaperovervieweddevelopmentofICEC,explainedthemechanismofICEC,andintroducedelectrophoresistheory,separationtheory,andthemethod

7、ofsamplinganddetect.ThenwediscussedthedesignofdetectchannelstructureofthechipandConductanceMethoddetectelectrodeofICEC.Webroughtforwardtwotypesofelectrodestructuredesign,usedincontactandNon–contactdetectseparately.Laterweintroducedthematerials,PDMSandPMMA,tomakeIC

8、EC.WestudiedtheelectrophoresischipmanufactureprocessusingPDMSandPMMA.Besides,ashowpieceofICECwasproduced.Inthediscussofprocessofthechip,ammoniawaterbond