毛细管电泳芯片非接触电导检测技术研究

毛细管电泳芯片非接触电导检测技术研究博

STUDY OF CONTACTLESSCONDUCTIVITY DETECTION ONCAPILLARY ELECTROPHORESIS CHIP

摘 要

Abstract

目 录

Contents

第1 章 绪 论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 毛细管电泳芯片基底材料研究进展

1.3 聚合物电泳芯片的加工工艺研究进展

1.3.1 聚合物电泳芯片的微沟道制造工艺

1.3.2 聚合物电泳芯片的热压键合工艺

1.4 毛细管电泳芯片检测方法国内外研究现状

1.4.1 非接触电导检测结构研究现状

1.4.2 非接触电导检测电路研究现状

1.4.3 非接触电导等效电路模型研究现状

1.5 电泳信号去噪的国内外研究现状

1.6 存在的主要问题

1.7 论文主要工作内容

第2 章 毛细管电泳芯片的原理

2.1 双电层理论

2.1.1 双电层的形成

2.1.2 双电层的模型

2.2 微通道的电渗流

2.2.1 电渗流形成机理

2.2.2 电渗流的数学模型

2.3 电泳的原理

2.4 毛细管电泳芯片的进样

2.4.1 压力进样

2.4.2 电动进样

2.4.3 夹流进样

2.5 毛细管电泳芯片的进样时间和体积

2.6 毛细管电泳芯片的分离检测

2.7 本章小结

第3 章 非接触电导检测池等效电路模型的研究

3.1 非接触电导检测的基本原理

3.2 非接触电导检测池等效电路模型

3.2.1 简化的等效电路模型

3.2.2 等分检测池等效电路模型

3.3 检测池的交流阻抗

3.3.1 检测池各阻抗的计算方法

3.3.2 检测电极下电阻电容网络的总阻抗的计算

3.4 检测电极上的电流分布

3.5 屏蔽电极对检测性能的影响

3.5.1 输出电流与溶液电导率曲线的分析

3.5.2 S/Kr 曲线的分析

3.5.3 屏蔽前后的I/f 曲线分析

3.6 检测池的参数对检测性能的影响

3.6.1 检测器的电学参数对检测性能的影响

3.6.2 检测器的几何参数对检测性能的影响

3.7 本章小结

第4 章 非接触电导检测芯片的制作

4.1 引言

4.2 PMMA 基底材料的特性

4.3 金属阳模板的加工制作

4.4 PMMA 芯片的制作

4.4.1 PMMA 电泳微芯片的制作设备

4.4.2 PMMA 电泳微芯片的微沟道热压成形

4.4.3 PMMA 电泳微芯片键合工艺研究

4.4.4 键合强度评价

4.4.5 键合温度对PMMA 电泳芯片电渗流的影响

4.5 电泳芯片的检测电极结构设计

4.5.1 寄生电容的计算

4.5.2 两电极结构

4.5.3 三电极结构

4.5.4 改进的三电极结构

4.6 本章小结

第5 章 非接触电导检测的信号处理

5.1 非接触电导检测电路的构建

5.1.1 交流信号发生器的设计

5.1.2 高压电源控制电路的设计

5.1.3 微弱信号检测电路的设计

5.1.4 数据采集电路的设计

5.2 软件界面及功能设计

5.3 毛细管电泳信号的小波去噪

5.3.1 小波理论

5.3.2 毛细管电泳信号的数学模型

5.3.3 改进阈值函数的组合去噪法

5.3.4 模糊阈值结合平移不变去噪算法

5.3.5 实际电泳信号的去噪

5.4 本章小结

第6 章 非接触电导检测系统的测试分析

6.1 缓冲溶液的选择

6.2 毛细管电泳非接触电导的检测平台

6.3 试剂与仪器

6.3.1 试剂材料

6.3.2 仪器设备

6.4 实验测试

6.4.1 缓冲溶液电渗流测试

6.4.2 缓冲溶液伏安特性测试

6.4.3 进样时间对区带展宽的影响

6.4.4 单离子的分离检测

6.4.5 混合离子的电泳分离检测

6.4.6 可移动电极的分离检测器

6.4.7 实验结果的分析

6.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

博士学位论文原创性声明

致 谢

个人简历