张晓飞
- 作品数：5 被引量：5H指数：1
- 供职机构：中北大学电子与计算机科学技术学院电子测试技术国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：理学自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 细胞连续分离介电泳芯片中的焦耳热数值研究
- 2014年
- 针对细胞连续分离过程中焦耳热效应对细胞的损伤,为明确电流温度对细胞分离的影响,运用数值分析的方法对交流电压信号激励下形成的温度场进行了仿真分析。通过调节控制电压幅值、溶液的电导率及入口的法向流速,求解层流流场、电场及对流传热的耦合方程组,得到了芯片中流体的温度场分布和出口的平均温度。结果表明,电压对流体温度的影响最为显著,电导率的影响次之,入口流速的影响最小。出口的平均温度与电压幅值成幂指数关系,与电导率成正比例关系,与入口法向流速成近反比例关系。
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- 关键词：细胞分离焦耳热
- 用于细胞排列的介电泳微流控芯片制备与实验研究被引量：5
- 2014年
- 设计并制作了一种应用于细胞排列的介电泳微流控芯片,以实现细胞的非接触、批量排列。芯片主要包括PDMS微通道和“台阶”形ITO微电极。运用仿真软件COMSOL分析了微电极所形成的电场分布,确定了最大电场强度的位置；利用MEMS加工工艺制备了ITO微电极和PDMS微通道,PDMS微通道与带有ITO电极的载玻片经过氧等离子表面处理后,对准键合获得最终的微流控芯片。通过不同频率下的介电泳实验,实现了酵母菌细胞的介电泳运动,并确定了正、负介电泳运动的电场频率。结果表明,酵母菌细胞在溶液电导率为60μS/cm的环境下,1-10kHz时,发生负介电泳运动；0.5-10MHz时,发生正介电泳运动；50kHz时,没有发生介电泳运动。并在施加8Vp-p,5MHz交流电压信号的条件下,实现了酵母菌细胞沿“台阶”形电极边缘直线排列。
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- 关键词：微流控芯片有限元仿真细胞排列
- 基于石英和载玻片的微电极制备工艺研究
- 2014年
- 研究以石英片和载玻片为基底的微电极制备工艺,以较常见的叉指型电极为例,基于光刻工艺中各工艺参数要求,重点研究曝光和显影时间对微电极的影响。制得的2种不同基底的电极,采用对比度、精度等关键参数进行分析,最终确定选用载玻片作为芯片基底并获得其最佳工艺参数;制作带电极的PDMS—玻璃微流控芯片,通过实验,成功观察到酵母菌细胞的正、负介电泳现象。
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- 关键词：微流控芯片光刻工艺微电极
- 集成微电极结构的芯片介电电泳富集过程研究
- 2014年
- 集成微电极结构的介电电泳芯片具有高效、非侵入式等优点,在生化样品操纵与分析中具有重要的实用价值和研究意义。从理论上分析了芯片介电电泳富集的影响因素,构建了5种微电极间距分别为20,40,60,80,100μm的微流控芯片,重点研究了微电极间距和流体流速对酵母菌细胞富集效率的影响。结果表明,当PBS缓冲液电导率50μs/cm,进样速度10μL/min,施加电压8 VP-P,8 MHz保持不变时,通过改变微电极间距,发现微距为目标细胞直径的4—8倍时富集效率最高,为90%左右;当电极间距为20μm,改变进样速度,其他条件保持不变,发现进样流速为30-50μL/min时,富集效率最高,达到87%以上。
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- 关键词：微流控芯片微电极
- 基于介电泳的电旋转芯片电极结构优化与仿真
- 2014年
- 针对电旋转芯片不同形状的电极结构进行了旋转力矩分析。首先分析了电旋转模型的电场,建立了旋转电场的力矩数学模型;然后主要对凹圆形、方形、双曲线和三角形四种电极结构形成的旋转电场,利用COMSOL Multiphysics进行了有限元仿真分析,分析比较了四种电极结构的电场有效因子和旋转电场质量因子Q。仿真结果表明,双曲线形的电极结构形成的电场强度较强,旋转力矩较为平稳,是四种结构中最理想的旋转电极。
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- 关键词：电场有限元仿真
