微流控制備系統(tǒng)通常被稱為微流控芯片或?qū)嶒?yàn)室芯片，是一種集成了微型化流體通道、傳感器和執(zhí)行器的設(shè)備，能夠在微觀尺度上操控流體。這種技術(shù)的發(fā)展為快速、準(zhǔn)確、高效的分析提供了可能，尤其在疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)和化學(xué)合成等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。
微流控系統(tǒng)的核心在于其微小的流體通道，這些通道的尺寸通常在微米級(jí)別，可以通過(guò)精密的制造技術(shù)如光刻、蝕刻或3D打印來(lái)制備。在這些微小的空間內(nèi)，流體的行為受到表面張力和粘性力的共同作用，使得流體可以在沒(méi)有外力的情況下精確控制。通過(guò)設(shè)計(jì)不同的通道結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)，研究人員可以實(shí)現(xiàn)樣品的輸送、混合、分離和檢測(cè)等操作。
微流控制備系統(tǒng)的操作流程通常包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：
1.芯片準(zhǔn)備：需要將一定間距的電極通過(guò)光刻技術(shù)集成在芯片底板上，然后與含有微通道的PDMS（聚二甲基硅氧烷）蓋片封接起來(lái)，形成一個(gè)密閉的電滲泵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
2.電壓施加：在兩個(gè)電極之間施加電壓，產(chǎn)生電滲流。由于電滲流只存在于兩個(gè)電極之間，因此在電極以外的通道內(nèi)的液流會(huì)受到電滲的推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)泵的功能。根據(jù)不同的電極間距和施加的電壓，可以獲得不同的流速。
3.流體操控：微流控技術(shù)允許對(duì)流體進(jìn)行精確的操控，包括流體的反應(yīng)、分離、純化和檢測(cè)等操作單元。這些操作通常是在微尺度下完成的，因此可以實(shí)現(xiàn)快速的反應(yīng)速度和低能耗的特點(diǎn)。
4.監(jiān)測(cè)與調(diào)整：在操作過(guò)程中，需要密切監(jiān)測(cè)流體的行為，如流速、壓力等參數(shù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行調(diào)整。微流控中的流體通常表現(xiàn)為層流狀態(tài)，這意味著黏性力的影響遠(yuǎn)大于慣性力，液體間不易混合。
5.實(shí)驗(yàn)后處理：實(shí)驗(yàn)完成后，需要對(duì)微流控芯片進(jìn)行清洗和消毒，以保證下一次實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。
6.數(shù)據(jù)分析：收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以得出結(jié)論或進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
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