基于声表面波技术实现纸基微流开关研究

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1、第24卷第6期传感技术学报V01．24No．6CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2011年6月June201lStudyonPaper-BasedMicro-FluidicSwitchBasedonSurfaceAcousticWaveZHANGAnliang，WEIYiqing，HANQingjiang，YELijun(Facultyofh~ormationScienceand1nformationEngineering，NingboUniversity，NingboZh

2、~iang315211，China)Abstract：Apaper—basedmicro—fluidicswitchhasbeenimplementedusingsurfaceacousticwave．Itiscomprisedofa127．68。yx—LiNbO3substrateandtwopapermicro—channelswithinsmallspaces．Aninterdigitaltransducerwith27．5MHzcenterfrequencyandareflectorwerefabri

3、catedonthepiezoelectricsubstrate，andthepapermicro—chan—nelswerestuckonthepiezoelectricsubstratebyPDMSfilm．Micro-fluidscouldnotpassthroughthesmallspacesofthetwopapermicro—channelswithoutSAW，whichis“0ff”oftheswitch．However，themicro—fluidscouldpassthroughthesm

4、allspacesbythehelpingofSAWexcitedbytheinterdigitaltransducer，whenanamplifiedRFsignalisaddedontheinterdigitaltransducer．Theswitchisin“on”state．ExperimentresultsofreddyesolutionsandNaNO2solutionsshowthatpapermicro—fluidicswitchcanbeimplementedbythehelpingofSA

5、W．Keywords：micro—fluidicswitch；surfaceacousticwave；interdigitaltransducer；micro—channe1．EEACC：7820doi：10．3969／j．issn．1004-1699．2011．06．002基于声表面波技术实现纸基微流开关研究术章安良，尉一卿，韩庆江，叶丽军(宁波大学信息学院，浙汀宁波315211)摘要：提出了采用声表面波技术实现纸基微流开关的方法。它由127．68。旋转Y切割x传播方向的LiNbO压电基片和两个有一定间隙的

6、纸微通道组成。压电基片上采用微电子_T艺制作1个中心频率为27．5MHz的又指换能器和1个反射栅，纸微流通道采用PDMS薄膜贴附于压电基片的声传播路径上，微流通道一侧微流体在没有声表面波作用时，微流体不能通过微流通道间隙，实现微流开关的“ofr"功能，当叉指换能器施加经功率放大器放大后的RF信号，它激发的声表面波驱动微流通道中微流体输运到另一微流通道，实现微流开关的“OH”功能。红色染料溶液和亚硝酸钠溶液在纸微流通道输运实验表明，声表面波可实现纸微流通道内微流体的开关功能。关键词：微流开关；声表面波；叉指换能

7、器；微通道中图分类号：TN722文献标识码：A文章编号：1004-1699(2011)06—0788—05微流控芯片具有样品用量少、成本低廉、小尺寸相对其它基片而言，价格较低，工艺相对较简单，但和操作简单等优点而受到国内外微流控学者的广泛对于市场前景十分广阔的POC应用，成本和制重视，并已成为生化分析领域的研究热点¨，在作工艺仍然有待进一步改进，这也是微流控芯片目DNA测序、蛋白质结晶、单细胞分析、单分子分析、前未能大规模应用的一个重要原因之一。纸基微流疾病诊断和食品安全等领域中得到应用。现有控芯片卜的出现，

8、为微流控芯片的广泛应用克服微流控芯片采用的基质材料有多种，主要有硅片、玻了成本障碍，基质材料不仅价格低廉，且制作成本和璃、石英和有机聚合物等。它们各自都有其优制作设备十分廉价，从而，为微流控芯片的现实应用点，并各自在不同场合下得到应用，同时，它们也有创造了基础。同时，纸基微流控芯片也有其有待改其不足之处，如硅片材料易碎、价格偏高、电绝缘性进之处，其微流体的输运是由纸纤维素的毛细管力能较差；石英和玻璃