離心式微流控晶片(centrifugal microfluidic chip)系統是指以微機電加工技術為依託,將化學分析的採樣、預處理、衍化、混合及檢測等過程中涉及的閥、流動管道、混合反應器、加熱器、分離裝置、檢測器等部件微型化,集成到CD形狀的晶片上,以離心力為液流驅動力,實現對液流檢測分析的微流控體系。當這個微流控系統與溫度控制、檢測以及正在發展的信息存取和處理組合起來時,就會形成能夠運行各種綜合分析功能的系統。Alberta(Canada)大學的JdeHarrison教授等讚譽它為“beautiful simplicity”
基本介紹
- 中文名：離心式微流控晶片
- 外文名：centrifugalmicrofluidic chip
原理,
原理
在離心式CD微流控晶片中,微通道沿著圓盤的徑向分布,這與離心力的作用方向(徑向向外)一致。如圖1.2所示,流體被預先裝在靠近圓盤中心的儲液池中,當圓盤由馬達帶動旋轉時,流體就在離心力的作用下沿著微通道網路向遠離圓心轉向邊緣的方向運動。因高聚物一般都是表面憎水的,通道內的毛細作用力幾乎為零,離心力Pc作為流體流動的唯一驅動力。單位離心驅動力dPc。有:
式中:p為液體密度,。w為晶片旋轉的角速度,r為液體到圓心的距離。
特點
該體系動力部分只需要一個普通的馬達,功率消耗低,要求空間小;令對流體的物理化學性質不敏感,可以用於驅動血液,尿液以及一些有機溶劑等生物流體。它不僅可以驅動液體,也可以驅動氣體,因而使用範圍廣;令適用於驅動不同尺寸範圍的管道中的流體(已經成功的實現在50一500um的直徑範圍內的通道內驅動液流),這特點就意味著可獲得的流速範圍大,調節方便。就目前的發展水平來說,離心力驅動可以得到5nL/S一0.1mL/S範圍內的流速,要比其他幾種驅動技術流速的調節範圍都大,通過改變馬達的轉速就可以調節流速的大小,調節起來很方便;令離心式晶片的多重平行分析單元可以線上檢測多份樣品。
