基于PCB-MEMS的流动注射技术分析(2)
1.1基于PCB的流动注射分析国内外研究情况
1.1.1国外研究状况
国外目前如罗斯托克大学用PCB板做的微流体通道，从而做出基于PCB的流体注射分析。他们用试剂作为载体，用两个分开的泵[1-5]，一个促使试剂的连续流动，一个用于样品的注射。这个泵将会在特定的时间周期[6,7]开启。这个原理就是所谓的时间控制注射。用这种组态不需要注射阀。通过反应弯道后，检测开始。红硫氰酸铁通过测量光的吸收进行检测。检测器有发光二极管和光电二极管组成。
图1.1 Photos of a prototype of the PCB-FIA
如图1.1，显示了PCB-FIA的原型。左边的图片流体站点被示出。图片的左边部分两个注射入口被视出。注射入口在储存和运输时是小路，由小管完成。混合通道在图片中间被看到，混合通道的旁边是一光电二极管和出口。右边图片电子器件部分被给出。图片左顶部是一个USB接口。电子部分构成一个微控制器，USB接口，所有探测室和控制泵的电子器件。一个软件应用作用于通过USB将FIA系统和PC或PDA连接通信。这个程序能够独立控制泵的参数像加热功率，周期，占空比等。还可以生成特殊的泵送模式用于冲洗和注入。对于探测器，这程序 可以调整强度和记录和显示峰。这是目前用PCB板做的微流体分析。用于测量铁离子溶度，实现FIA设备的微型化。
1.1.2国内研究状况
微流控分析或微型全分析系统[( miniaturized total analysis systems，μTAS) 的主要目标是把所有实验室的功用( 包含采样、稀释、加试剂、反应、分离及检测等) 集成在一枚微芯片上，完成分析实验的微型化、便携化。微流控分析技术从90 年代初兴起,而今该技术已有了多种名称如: 微流控系统( microfluidic system)[8,9]; 微全分析系统( micro to tal analysis system, 即L- TAS )[10] ; 微诊断系统( microdiagnostic system) [11]; 平板芯片系统( planar chip system)[12] 微加工化学分析( microfabr icated chemical analysissystem)[13],小型化学分析系统( miniaturized chemical analysissystem)[14];芯片上的实验室( lab- on- a-chip)[15] 等。这一技术的本质是采用微加工方式( 现多采用光刻蚀和腐蚀技术) 在平板上制作出微米级的结构( 大多为通道网络, 通道宽20~100 Lm, 深10~ 30 Lm) , 经过试样和试剂的液流在这些微结构或通道中的受控流动及混合实现试样分析。自从20 世纪90 年代Manz 等人提出该概念以来，微流控分析得到了迅速发展，微芯片的加工、微流体的操控等技术日益成熟，与荧光、化学发光、紫外可见、电化学、质谱等分析技术已成功地实现联用，广泛应用于单细胞分析、高通量筛选等领域。我国的微流控分析研究虽然起步较晚，但是10多年来发展迅速，在微流控分析的基础研究、应用以及分析仪器微型化等方面取得了令人瞩目的成绩，发表的关于微流控[16-22]领域的学术论文数已跃居世界第2 位。现在我国着手从基础与应用基础性研究阶段进入产业化及市场开发阶段。从一般成分分析发展成为单分子、单细胞分析。
1.2本文主要研究内容
(1)制作芯片 用PCB板做出反应通道。检验效果。并找出不同制作方法以使达到通道效果最好。并探索一种效果很好粘合技术，保证通道能完全密封。
(2)流动注射分析 把做好的芯片搭出通液结构，构建好流动注射分析体系，进行流动注射分析技术研究。
2 光刻腐蚀法制备
2.1制备原理
基于PCB的流体系统的基本思想是用铜覆盖板的双面代替为大家说熟知的利用传统的刚性材料覆盖板。为了做出流体通道，如图2，PCB板上铜用来形成通道的边界。通过在板另一面结构化，其垂直方向的边界就形成。