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1.1. 微流控芯片技术
微流控芯片(mirofluidic)又称芯片实验室（lab-on-a-chip），是用微细加工技术将微通道网络以及其它功能单元集中在几平方厘米（甚至更小）的芯片上，通过压力或电力等驱动力驱动可控流体在芯片内流动，实现样品的制备、反应、分离和检测等功能的一种技术平台[1-2]。
（1） 微流控芯片特征优势和局限性
微流控芯片的主要特征是其微通道和功能单元至少有一个文度上是微米尺度，与宏观尺度相比，其流体环境的面积/体积比例显著增大，这使得微流控芯片在分析领域具有特殊效应[3]：层流效应、 表面张力及毛细效应、快速热传导效应和扩散效应。这些效应使其与宏观分析手段相比具有显著优势[3]：分析装备的体积减小、分析装备更加集成化、自动化、分析效率显著提高、试剂和试样消耗显著下降。
微流控芯片发展中存在着一些不利因素，主要有以下几个方面[4]：
a 虽然微流控芯片已经取得了不少的成就，但是其在总体上既不够“微”，分析功能也远达不到“全”。主要原因是集成度不够高，多数检测器的体积过大，实现集成化还有很长的路要走；
b 在目前加工条件下微流控芯片制作的成本还难以满足有关成果推广应用的要求。一块供研究用的标准玻璃芯片价值100～200美元，一块供分析12个试样的一次性专用芯片售价10美元；
c 当前报道的大部分微流控分析系统不包括试样的前处理功能，且与宏观系统的接口问题没有解决，这方面的研究尚需在应用领域的实用过程中大大加强[5-6]
（2） 微流控芯片分类
微流控芯片正在迅速发展中，根据其芯片材料和功能可进行初步分类：
根据芯片材料的不同可分为：弹性材料和刚性材料
弹性材料：二甲基硅氧烷(PDMS)
刚性材料：单晶硅、无定性硅、玻璃、石英灯；
刚性材料有机聚合物材料：如环氧、聚脲、聚氨、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等。不同种类具体优缺点如表格1.2.1所示：
表1.2.1 不同芯片材料的优缺点
材料种类 优点 缺点
单晶硅 具有化学惰性和热稳定性加工工艺成熟，可使用光刻和蚀刻等制备集成电路的成熟工艺进行加工和批量生产 易碎、价格贵
不能透过紫外光
电绝缘性能不够好
表面化学行为比较复杂
玻璃和石英 很好的电渗性质
优良的光学性质
可用化学方法进行表面改进
可用光刻和蚀刻技术加工 难以得到深宽比大的通道
加工成本较高
建和难度较大
有机聚合物 成本低、品种多
能通过可见于紫外光
可用化学方法进行表面改性
可廉价大量的生产 不耐高温
导热系数低
表面改性的方法待进一步研究
二甲基硅氧烷 能重复可逆变形不发生永久性破坏，用模塑法高保真地制备微流控芯片能透过300nm以上的紫外可见光 不耐高温
导热系数低
表面改性的方法待进一步研究
1.2 微流控分析芯片的研究发展现状
1.3 本文的研究目的和内容
1.3.1 研究目的
微流控芯片的研究需要大量人力、物力的投入，这在一定程度上限制了其在我国的发展。本文的主要目的是实现微流控分析芯片的结构设计和普通实验室制作，来更多的了解这块领域，并通过研究流体在芯片上的混合效果来加深了解，学会制作微流控玻璃芯片，设计出合理的结构使得芯片能顺利进样，最后探究流体在微流控芯片上的混合效果以及能否在芯片上形成气栓隔断式的微反应室，并展望气栓隔断式微反应室的应用全景。
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