基于Coulter原理的細胞計數(shù)微流控芯片研究.pdf

1、細胞計數(shù)對了解細胞生長狀態(tài)、生物量測定，以及環(huán)境監(jiān)測等都十分重要。Coulter計數(shù)微流控芯片具有快速、高效、小型化和低能耗等諸多優(yōu)勢，是近年研究的熱點。本文設計Coulter計數(shù)微芯片，通過數(shù)值模擬和有限元仿真的手段，對微流體在微流道中流動行為進行分析，揭示通道結構尺寸和壓力等邊界條件與微流體行為的變化規(guī)律，從而對微流體器件的結構及參數(shù)的優(yōu)化進行指導。以期最終將微流體器件的設計、優(yōu)化、加工以及運行推上一個新臺階。
　　本文首先提

2、出了一個基于水力聚焦的Coulter芯片的設計，分析通道尺寸和流體屬性對流體流速的影響，針對不同情況或參數(shù)下流體間的濃度擴散進行分析。
　　在高寬比固定的情況下，流體在微通道的流速隨著壓力的增大而加快，呈線性增長；并且當高寬比互為倒數(shù)得時候，其對應的流速也接近相同。高寬比為1時，流速最快。此外，在通道尺寸一定的情況下，流體的粘滯系數(shù)μ越大，其流速v越小。
　　流體的擴散系數(shù)和入口壓力顯著影響著流體間的濃度擴散，并且壓力隨著通

3、道的延伸不斷下降，流體間會逐漸發(fā)生擴散。此外，兩股鞘液間的流率比是影響著樣品液在出口通道中的寬度和位置的主要因素，其位置x擬合公式如下：x＝0.8633·Ratio+0.3739
　　然后，通過微顆粒來模擬細胞在通道中的流動行為，分析影響顆粒流動行為的因素。顆粒的流動路徑會隨著樣品液在出口通道中的位置變化而變化，驗證了水力聚焦的可行性。在樣品液流率不變的前提下，改變鞘液間的流率比，可以讓樣品液在出口通道中的位置改變，導致進口通道中