项目名称: 可配置“二元制”离心力微流控芯片的机理与技术研究

项目编号: No.61308118

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 王光辉

作者单位: 南京大学

项目金额: 28万元

中文摘要: 针对目前离心力微流控芯片平台单向流,无反馈,不可配置的局限,本申请首次把半导体芯片技术中的 "二元制"逻辑概念引入到基于离心力微流控芯片中,以实现数字化可动态配置有反馈的离心力微流控平台。系统通过平台转动的加速度引起的欧拉力来切换芯片及其上液流管道的状态,从而切换液滴的运动状态。基于此"二元制"逻辑,以及芯片状态转换的"时钟"信息,将可实现一系列新颖的数字液滴操控方式,如液滴的产生和度量、微阀、交换单元、"可寻址的"存储单元等。拟研究液流管壁及液滴谐振腔跟样品里的荧光、荧光能量共振转移以及拉曼散射之间的相互作用的物理机制,并用于检测信号增强的优化。为系统提供高灵敏度的实时的反馈信息和判断依据,并通过芯片交换单元实现系统动态配置。本项目的结果将用于病毒基因检测、分子诊断以及蛋白质分子相互作用的研究。其将极大地提高系统在功能层面的集成度,并将在环境、食品安全、医疗卫生等领域有良好的应用前景。

中文关键词: 离心力微流控;分子诊断;双态微流控芯片;;

英文摘要: In current centrifugal microfluidics system, there is no feedback mechanism and the system is not dynamic configurable, which largely limits its functionality and applications. In this proposal, it is the first time that the binary logical operation concept will be introduced into the microfluidics system. Apart from the centrifugal force used to drive the droplet movement in the channel, the rotating acceleration induced Euler force is adopted to switch the binary states of chip by simply changing the rotating speed or the rotating directions. With the feedback provided by the optical detection with nanophotonics approaches, we propose a dynamic configurable binary centrifugal platform. Based on the binary platform and the periodical swing of the chip which acts as the "clock" signal, a serial of novel digital droplet manipulations are proposed, including binary valving, zigzags sequential flow, switching, addressable droplet storage, droplet generation and metering. Combined with the switching unit and the feedback, multiple tasks or multiple options could be performed within a single chip, which will largely enhance the system integration level. The concept of digital droplet acquires a new meaning that we can handle the droplet separately in each time step, not just discrete droplet-in-oil emulsion.The water

英文关键词: Centrifugal microfluidics;Molecular diagnostics;binary microfluidics;;

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