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微流控芯片是微全分析系统(Miniaturized Total Analysis System,μTAS)的主要研究方向,在生命科学、医学、化学、新药开发、食品和环境卫生监测等领域应用前景广阔。聚合物材料具有加工简单、低成本、易于实现批量生产等优点,本文研究了塑料微流控芯片微通道的热压成形和芯片的键合工艺,制作了微流控芯片,实际应用于药物分离检测。 对微通道热压成形过程中,塑料力学性能对时间、温度的依赖性进行了研究,采用弹簧、粘壶的组合模型分析了塑料在玻璃化温度附近的粘弹性行为特征。 在分析塑料玻璃化温度附近的流变行为基础上,研究了微通道热压过程中的材料传热数学模型、应力场分布数学模型。根据应力场分布的数学模型,应力在芯片的分布不均匀,中央最大,边缘最小。随着热压冷却阶段压力的提高,应力分布的不均匀对降温脱模后的微通道不一致性的影响将有效地降低。 进行了塑料微流控芯片微通道热压成形工艺试验,研究了温度、压力和时间3个可控因素对微通道热压成形质量的影响。提出了试验确定微通道热压成形工艺参数的方法,并确定了选用材料的热压工艺参数,在该工艺参数下热压获得的芯片微通道复制精度高,片内不一致性小于5%。该试验方法对不同厂家材料微通道热压成形工艺参数的确定具指导意义和实际应用价值。 研究了塑料微流控芯片基片和盖片的键合方法,对键合前PMMA芯片进行了表面预处理,采用热粘合法实现了PMMA芯片的键合。键合质量经测量,键合强度不低于0.1Mpa。键合后的芯片在20mmol/L的硼砂缓冲溶液中,微通道的伏安特性的线性段为2000~6000V,电渗流为2.8×10-4cm2V-1S(-1)。芯片用于电泳分离安非他明-FITC衍生溶液,峰高RSD为4.4%(n=6),理论塔板数为11.4×104m-1。此外,试验了溶剂粘合法进行塑料微流控芯片的键合,键合强度大于热粘合法。