化学发光检测PMMA微流控芯片(精)

PMMA微流控是一种利用PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）材料制成的微流控芯片，具有质硬、高度透明及化学稳定性好的特点。

这种微流控芯片可以耐酸碱性（除强酸），并且可以用作化学芯片、分析检测芯片及微反应器。

微流控是一种涉及微量流体控制的科学技术，常用于生物学、化学、医学等领域中的实验研究。

在微流控芯片中，流体的运动和反应可以在微米级别的通道中进行，具有高效、快速、准确等优点。

PMMA微流控芯片通常采用PMMA材料制成，因为PMMA具有优良的机械性能、化学稳定性和透明度等优点。

此外，PMMA微流控芯片还具有成本低、易于加工和易于大规模生产等优势。

在生物学领域中，PMMA微流控芯片可以用于细胞培养、药物筛选等实验研究。

在化学领域中，PMMA微流控芯片可以用于化学反应、分离分析等实验研究。

在医学领域中，PMMA微流控芯片可以用于疾病诊断、药物筛选等实验研究。

总之，PMMA微流控芯片是一种具有广泛应用前景的微流控芯片，可以用于各种实验研究和应用领域。

西南大学博士学位论文化学发光微流控传感器芯片和微流动注射芯片的研究姓名：***申请学位级别：博士专业：分析化学指导教师：***20060401第一节微漉控芯片概述这秘按拳起源予裁终半导体及集成毫薅蕊片技术赝广泛捩羯豹方法。

葵王艺程露爨薅袋沉积、光刻和刻蚀三个步骤组成（如图ｌ所示）。

融前这种技术的发展已相当成熟，已有多篇著俸箍及［３９，４６］，在这鼙就不多翻表述。

ｉｉ■ｉｉ＝觜竺｛／嫩彰、／＼产秀畔觜闩罔＝瓣ｌ基片Ｉ—ｌ崭Ｊ薄粪｝撩谖裁图１光刻芹ｕ蚀刻地基本』＝序１４７１对于商分子聚合物芯片，其徽通道刻蚀技术主要有熟压法、模塑法、Ｌ［ＧＡ技术和激光刻｛虫等方法。

热压法（１－ｌｏｔｅｍｂｏｓｓｉｎｇ）是一种快速复制微流控芯片的技术。

聚甲基附烯酸甲酯和聚碳酸蘸（ｐＣ）等燕分子聚合耪榜辩适合建热压法来剩终微逶遂。

热霆２鹱示，热蘧法复制微流控芯片装鼹图由钢架支撑系统，加热、冷却系统，模具和基片放鬣平台及加压系统组成。

图２热压装嚣图㈣方肇伦袋交小缝［４９１褥粉末垂片规麴控瀑及冷龆拳装霰渡装残功了一个热压枫，戮聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）为芯片材料，采用镍基阳模、单晶硅阳模和玻璃阳模，成功地建立了ＰＭＭＡ徽流控分析芯片豹篱豸锅律方法。

稠矮该芯片成功瓣分离了合戒懿Ｃｙ５荧光染料及其两种副产物。

Ｋｏｅｍｅｒ等人｝５０ｌ利用环氧树艚作为基片，利用硅阳模底片或者由ＳＵ．８翩得的硅阳横戚片，通过热压法可以制褥阳模印章（如豳３），嗣群也可以利用玻璃阴模底片作为模具第一节微流控芯片概述主。

其他如气压、重力、离心力、剪切力等控制液流的方式也有报道。

其中微泵又以电渗流和微注射泵居多。

有关微泵的应用可见综述报道１７９－８０ｌ。

电渗驱动属于致动力直接作用于流体的驱动方式，目前，电渗流是微流控芯片分析系统中使用最广泛的驱动和控制技术，尤其在目前发展较为迅速的芯片毛细管电泳系统中是占主导地位。

Ｃｈｅｒｔ等【８１１报道了平面的电渗流微泵，该装置具有较好的水压性能。

第 54 卷第 7 期2023 年 7 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.7Jul. 2023PMMA 微流控芯片注射成型多目标优化实验研究吴旺青，雷益华，单志颖，蒋炳炎(中南大学 机电工程学院，极端服役性能精准制造全国重点实验室，湖南 长沙，410083)摘要：随着微流控技术的不断发展和聚合物材料的广泛应用，注射成型技术因其快速、低成本、大批量的生产等优势而成为聚合物微流控芯片成型制造的主要方式之一，但也存在微结构成型难、残余应力与宏观变形等问题。

为表征聚合物微流控芯片成型能力、研究工艺参数对成型质量的影响，采用正交实验研究熔体温度、注射压力、注射速度、保压压力和保压时间对聚甲基丙烯酸酯(PMMA)微流控芯片微通道复制度、残余应力、宏观翘曲变形三种指标的影响规律，并利用灰色关联分析法对三种指标进行多目标优化得到最优工艺参数。

研究结果表明：影响微通道复制度最主要的因素是注射速度和熔体温度，影响残余应力与翘曲变形最主要的因素是熔体温度；利用正交实验对三种指标优化得到的最优参数存在差异，而利用灰色关联分析方法进行多目标优化得到了微通道复制度高、残余应力小和翘曲变形小的高质量芯片。

最优注射成型工艺参数如下：熔体温度为245 ℃、注射压力为160 MPa 、注射速度为50 cm 3/s 、保压压力为70 MPa 和保压时间为5 s 。

关键词：微流控芯片；注射成型；多目标优化中图分类号：TQ320.66 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）07-2630-12Experimental study on multi-objective optimization of PMMAmicrofluidic chip injection moldingWU Wangqing, LEI Yihua, SHAN Zhiying, JIANG Bingyan(State Key Laboratory of Precision Manufacturing for Extreme Service Performance, School of Mechanical andElectrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: With the continuous development of microfluidic technology and the wide application of polymer materials, injection molding technology has become one of the main ways of polymer microfluidic chip molding and manufacturing because of its advantages of fast speed, low cost and mass production. However, there are also some problems such as difficulty in forming microstructure, residual stress and macroscopic deformation. In order to characterize the molding ability of polymer microfluidic chip and study the influence of process parameters on收稿日期： 2022 −09 −02； 修回日期： 2022 −11 −18基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目(51920105008) (Project(51920105008) supported bythe National Natural Science Foundation of China for Key International(Regional) Joint Research Program)通信作者：吴旺青，博士，教授，从事高聚物微纳成型加工理论与应用研究；E-mail ：**************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.07.010引用格式： 吴旺青, 雷益华, 单志颖, 等. PMMA 微流控芯片注射成型多目标优化实验研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(7): 2630−2641.Citation: WU Wangqing, LEI Yihua, SHAN Zhiying, et al. Experimental study on multi-objective optimization of PMMA microfluidic chip injection molding[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(7): 2630−2641.第 7 期吴旺青，等：PMMA微流控芯片注射成型多目标优化实验研究molding quality, the influence of melt temperature, injection pressure, injection speed, holding pressure and holding time on microchannel complex system, residual stress and macroscopic warp deformation of polymethacrylate(PMMA) microfluidic chip was studied by orthogonal experiment. The optimal parameters were obtained by multi-objective optimization of the three indexes using grey correlation analysis method. The results show that the injection speed and melt temperature are the most important factors affecting the microchannel replication, and the melt temperature is the most important factor affecting the residual stress and warpage deformation. The optimum parameters of the three indexes are different from each other by orthogonal experiment, and the high quality chip with high complex microchannel system, low residual stress and small warpage deformation is obtained by multi-objective optimization using grey correlation analysis method. The optimal parameters are as follows. The melt temperature is 245 ℃, the injection pressure is 160 MPa, the injection speed is50 cm3/s, the pressure holding pressure is 70 MPa and the pressure holding time is 5 s.Key words: microfluidic chip; injection molding; multi-objective optimization随着科技的进步，实验室检测技术的要求也越来越高，尤其是在化学分析、医学检验、生命科学等领域[1−2]。

微流控芯片与化学发光测定仪结合在生物分析中的应用研究微流控芯片是一种结构紧凑、功能多样的微型化的实验室设备，它在生物分析领域中的应用前景备受关注。

与传统大型仪器相比，微流控芯片具有重量轻、体积小、灵敏度高等优势，并且可以实现高通量、高效率的样品分析。

化学发光测定仪是一种基于化学发光原理的分析仪器，具有极高的灵敏度和选择性，适用于多种生物分析场景。

将微流控芯片与化学发光测定仪结合，可以充分发挥二者的优势，提高分析的效率和灵敏度，并拓展了生物分析的研究领域。

首先，将微流控芯片与化学发光测定仪结合可以实现快速、高通量的生物分析。

微流控芯片的特点是可以将微升至纳升级别的样品和试剂通过微通道控制和混合，实现快速反应和高效分析。

化学发光测定仪的原理是通过测量样品中产生的化学发光信号的强度来定量分析目标分析物的含量。

将两者结合使用，可以在微流控芯片上进行快速、自动化的样品处理和反应，然后使用化学发光测定仪对产生的发光信号进行检测和定量分析。

这种结合可以极大提高分析样品的通量和分析速度，在高通量筛选、药物研发等领域具有广阔的应用前景。

其次，微流控芯片与化学发光测定仪的结合对于灵敏度要求高的生物分析尤为重要。

微流控芯片的微小体积可以极大地提高分析的灵敏度，使得微量的样品和试剂即可完成反应和检测。

而化学发光测定仪的高灵敏度和选择性能够在低浓度的目标分析物中产生明显的发光信号，并进行准确的定量分析。

将两者结合使用，可以实现对于低浓度和微量的生物分析样品的高灵敏度检测，例如检测血液中微量的蛋白质标记物、环境污染物中微量的有害物质等。

这对于疾病早期诊断、环境污染监测等领域具有重要意义。

另外，微流控芯片与化学发光测定仪的结合也为生物分析研究提供了更多多样的实验方法和研究手段。

微流控芯片可以根据需要设计各种不同的微通道和微反应单元，实现多步骤的分析和复杂的反应操作，例如流动蛋白质分析、基因测序和免疫检测等。

化学发光测定仪作为一种通用的检测方法，可以在不同的实验模式下进行分析，并且可以与其他检测技术如质谱联用等。

专利名称：化学发光检测微流控芯片和化学发光检测微流控芯片体系
专利类型：实用新型专利
发明人：丁锐
申请号：CN201721605107.4
申请日：20171127
公开号：CN207786624U
公开日：
20180831
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及微流控芯片化学发光免疫检测技术领域，特别涉及化学发光检测微流控芯片和化学发光检测微流控芯片体系。

芯片包括：进样单元(1)、储液单元(2)、反应单元(3)及废液单元(4)；还包括对待检样本定量的定量单元(5)，包括：与进样单元连接的进液口(51)、与废液单元连接的出液口(52)、进行定量的定量结构(53)及与反应单元连接的暂存多余液体的暂存结构(54)。

芯片体系由上中下三层组成；中层为所述芯片；上下层用于覆盖封闭中层；上层有与进样单元连接的进样孔，及对应储液单元的让位孔。

所述芯片检测过程简单，可对反应样本进行定量，灵敏度高、重复性强。

申请人：深圳华炎微测医疗科技有限公司
地址：518116 广东省深圳市龙岗区龙岗街道龙岗路10号硅谷动力电子商务港608室
国籍：CN
代理机构：北京润平知识产权代理有限公司
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青岛科技大学硕士学位论文微流控芯片电化学发光检测姓名：***申请学位级别：硕士专业：有机化学指导教师：***20110610微流控芯片电化学发光检测摘要第一章，首先简单介绍了微流控芯片的基本原理。

对微流控芯片检测技术（包括激光诱导荧光法、电化学法、化学发光法和质谱法），联吡啶钌修饰电极的制备方法，重点是Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋固定化的主要方法（包括Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ膜法、自组装膜法、聚合物膜法和溶胶．凝胶法）进行了详细的综述。

第二章，我们研制了基于玻璃芯片的微流控芯片电化学发光检测系统，并在该系统上，以自制的碳纤维簇微盘电极为工作电极，Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋为发光试剂，研究了电化学发光检测三丙胺的最佳条件，分别为：ｐＨ７．６，３．００×１０‘２ｔｏｏｌ·Ｌ－１磷酸缓冲溶液，分离电压为１．３ｋＶ，检测电势为１．２Ｖ，Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋的浓度为１．００ｘ１０。

ｔｏｏｌ·Ｌ－１，进样电压为１．０ｋＶ，进样时间ｌＯｓ。

将１．Ｏ×１０４ｍｏｌ·Ｌ－１三丙胺标准溶液连续进样７次，得到三丙胺电化学发光信号强度和迁移时间的相对标准偏差（ＲＳＤ）分别为２．６％和０．６７％。

第三章研制了一种通过Ｑ盯／Ｎａ丘ｏｎ复合膜将发光试剂Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋固定在ＩＴＯ电极表面的电化学发光超微电极，并测定了三丙胺，得到的线性范围为１．００×１０。

８．５．００×１０击ｔｏｏｌ·Ｌ．１，线性回归系数为０．９９８６，浓度检测限为２．６×１０习ｔｏｏｌ·Ｌ～（Ｓ／Ｎ＝３）。

将１．００×１０。

７ｔｏｏｌ·Ｌ以三丙胺溶液连续扫描７次，得到电化学发光信号的相对标准偏差（ＲＳＤ）为２．３％，说明该电极具有良好的电化学发光信号，且重现性好、响应时间快等优点。

虽然该修饰电极的复合膜面积较小，与微流控芯片的分离通道尺寸相符，但实验过程中，该修饰电极上的ＣＮＴ／Ｎ瓶ｏｎ复合膜易出现脱落现象。