彎曲微通道中樣品電泳輸運特性的研究.pdf

1、在微流控電泳芯片中，分離微通道的形狀對樣品電泳輸運特性有重要影響。彎曲微通道有助于增加分離通道的長度和減小外界壓力梯度的干擾。但是，當樣品區(qū)帶通過彎曲微通道后，將會產(chǎn)生傾斜和扭曲而造成區(qū)帶增寬。彎曲微通道引起的樣品區(qū)帶增寬現(xiàn)象稱為“彎道效應”。彎道效應極大地降低了微流控電泳芯片的分離效率，甚至能導致分離分析失敗。理論分析表明，彎曲微通道的寬度是彎道效應的主要決定因素。本文主要研究了具有不同收縮比的彎曲微通道中的樣品電泳輸運特性，以期優(yōu)化

2、收縮彎曲微通道的尺寸參數(shù)，為微流控電泳芯片的設計提供指導。 本論文采用坐標變換和有限體積法對彎曲微通道中的電場分布、流場分布和樣品濃度場分布進行了數(shù)值計算，考察了收縮比對樣品輸運速度和區(qū)帶增寬程度的影響。在數(shù)值計算的基礎上，制作了玻璃微流控電泳芯片，采用熒光可視化微流體實驗技術，在微流控動態(tài)觀測平臺上實驗研究了彎曲微通道中的樣品電泳輸運特性，驗證了數(shù)值計算結果的正確性。 數(shù)值計算結果表明：對于寬度為80μm的分離微通道，

3、收縮比為31.25％時，彎曲微通道內(nèi)壁附近平均速度與外壁附近平均速度比值為1.04，通道截面速度流型近似為塞狀且樣品平均速度達到最大；而收縮比大于或小于31.25％時，通道截面速度流型均偏離塞狀且樣品平均速度變小。樣品在通過收縮比為31.25％的彎曲微通道后區(qū)帶增寬程度僅為通過180°等寬圓弧彎曲微通道后的1.28％，彎道效應引起的區(qū)帶增寬最小。實驗結果也說明，分離微通道中樣品輸運速度和彎道效應引起的區(qū)帶增寬程度與數(shù)值計算結果不但在定性