отличный специалист, грамотный профессионал своего дела
Информация о работе
Подробнее о работе
Разработка метода цифровой микрофлюидики для лаборатории на чипе
- 69 страниц
- 2015 год
- 135 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Развитие МФС началось с исследования капиллярных систем, в кото-рых тем или иным способом генерировались управляемые потоки жидкости. Создание сложных систем на этой основе (т. е. на основе непрерывных потоков жидкости в капилляре, что можно назвать «аналоговыми» МФС - АМФС), выдвигает необходимость исследования ряда достаточно серьезных проблем, например, диффузия жидкостей на границе раздела фаз в капилляре, дозирование микро инано объёмов, низкие значения числаРейнольдса.
Другим подходом для манипулирования микроколичествами жидких сред является манипулирование отдельными каплями. Этот подход, в противоположность АМФС, можно назвать «дискретными» или «цифровыми» микрофлюидными системами (ЦМФС).
Список сокращений………………………………………………………….. 9
Введение………………………………………………………………………. 10
1 Литературный обзор………………………………………………………… 12
1.1 Проблемы биомедицинского анализа и роль технологий микро- и наноэлектроники в создании миниатюрных диагностических приборов нового поколения…………………………………………………………….. 12
1.1.1Развитие методов биомедицинского анализа………………………… 12
1.1.2 Биомедицинские проблемы и новые подходы в их решении…..……. 13
1.1.3 Функциональные элементы ЛНЧ……………………………..……… 14
1.1.4 Роль транспортных систем и преимущества микрофлюидных модулей в ЛНЧ для биомедицинского анализа………………………………..… 15
1.1.5 Принципы и современные реализации микрофлюидных модулей в сложных гибридных системах для биомедицинского анализа……….……. 16
1.1.5.1 Микрофлюидные системы с непрерывным потоком жидкой среды в капилляре………………………………………………………………..….. 16
1.1.5.2 Принципы и современные реализации микрофлюидных модулей в сложных гибридных системах для биомедицинского анализа.………….. 18
1.2 Особенности миниатюризации и управления приборов с жидкостными модулями…………………………………………………………….…… 19
1.2.1 Эффекты масштабирования……………………………………..…….. 19
1.2.2 Физические основы капиллярности……………………………..…… 22
1.2.3 Гидрофобность поверхности…………………………………………… 26
1.2.4 Принципы формирования капель……………………………………… 29
1.2.5 Принципы управления каплями……………………………………… 30
1.2.6 Электросмачивание…………………………………………………… 31
1.3 Перспективы развития цифровых микрофлюидных систем…………… 35
1.4 Постановка задачи проекта……………………………………………… 36
2 Экспериментальная часть………………………………………………… 39
2.1 Экспериментальная установка…………………………………………… 39
2.1.1 Получение рисунка электродов……………………………………..… 43
2.1.2 Разработка схемы управления……………………………………….… 44
2.1.3Составление программного кода…………………………………….. 47
2.2 Исследования рабочей поверхности МФУ……………………………… 50
2.2.1 Влияние размера капли…………………………………………………. 50
2.2.2 Исследование гидрофобности поверхностей………………………… 51
2.2.3 Получаемые толщины поверхности…………………………………… 53
2.2.4 Время воздействия и время переключения…………………………… 57
2.3 Результаты исследования……………………………………………….. 58
3 Технико-экономическое обоснование проекта…………………………… 59
3.1 Концепция экономического обоснования……………………………… 59
3.2 Расчет основной и дополнительной заработной платы………………… 59
3.3 Расчет стоимости материалов с учетом транспортно-заготови-тельных расходов…………………………………………………………… 62
3.4 Определение издержек на амортизацию технологического оборудования…………………………………………………………………………….. 64
3.5 Результаты экономического расчета……………………………………. 65
Заключение…………………………………………………………………… 67
Список использованных источников……………………………………… 68
Приложение А…………………………………………………………………. 70
Приложение Б………………………………………………………………… 73
Приложение В………………………………………………………………… 76
Объектом исследования является транспортная система аналитических устройств для биомедицинского анализа лаборатория-на-чипе.
Цель работы - исследование особенностей цифровой микрофлюидной системы и применимость её при создании лаборатории-на-чипе.
В процессе работы проводились теоретические расчеты и эксперимен-тальные исследования характеристик покрытий для транспортной системы и параметров управления проб в устройстве.
В результате исследования был создан макет цифровой микрофлюидной системы и устройство управления на базе микропроцессора для точечного позиционирования проб.
Полученная система имеет высокую степень управляемости и позволя-ет использовать микро-количества реагентов, что является важной задачей для биомедицинского анализа.
2015 год, Спб, защита на отлично.
1. Зимина, Т. М. Микpо- и наносистемы в задачах жидкостного и газового анализа [Текст] / Т.М. Зимина // Нано- и микросистемная техника. – 2002.- №8. – С. 27-49.
2. Мустафин, И.Г. Нанотехнологии в диагностике инфекционных заболева-ний [Текст] / И.Г. Мустафин //Healthy nation. - 2011. - №3(6). – С. 25-27.
3. Зимина, Т. М. Лаборатории на чипе для телемедицины [Текст] / Т.М. Зи-мина // Биотехносфера. – 2012. - №1. – С. 29-41.
4. Микросистемная техника и проблемы биомедицинского анализа [Текст] / Т.М. Зимина, В.В. Лучинин, Е.В. Крапивина и др. // Микросистемная техника. - 2000. - № 3. - С. 18-30.
5. Нисан, А. Микрофлюидные модули: области применения и технологии производства [Текст] / А. Нисан // Электроника. – 2013.- №5. – С. 182-196.
6. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дис-персные системы [Текст] / Ю.Г. Фролов. - 2-е изд. - М.: Химия, 1988. – 464 с.
7. Пасынков, В.В. Материалы электронной техники [Текст] / В.В. Пасынков, В.С. Сорокин. - 3е изд. – СПб. : Лань, 2001. – 368 с.
8. Проточные методы анализа [Текст]: учеб пособие / Булатов А.В и др.; под ред. академика Ю.А. Золотова. – СПб.: Изд-во СПбГУ, 2014г. – С. 44-49.
9. Kim, C.-J. Micropumping by Electrowetting[Текст] / C.-J. Kim// Proc. ASME Int. Mechanical Engineering Congress and Exposition (New York, Nov. 2001) – N.Y., 2001.
10. Курс общей физики [Текст]: учебник: в 3 кн. Кн. 1: Механика. Молеку-лярная физика. Колебания и волны. / Г.А. Зисман, О.М. Тодес. – 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Москва, 1974.– 336 с.
11. Новичков, Р.В. Формирование супергидрофобных покрытий [Текст] / Р.В. Новичков, М.В. Дмитровская, Е.В. Ужинская // Четвертая Всероссийская научно-практическая конференция «Принципы и механизмы формирования национальной инновационной системы в Российской Федерации» (Дубна, 2013 г.) - Дубна, 2013.
12. Mugele, F. Electrowetting: from basics to applications[Текст] / F. Mugle, J-C. Baret // PhysCondens. Matter. - 2005. - №17. - P.705-774
13. Boles, D.J. Droplet-Based Pyrosequencing Using Digital Microfluidics [Текст] / D.J. Boles//Analytical chemistry. - 2011. - №83(22). - P. 8439-47
14. Пурцхванидзе, И.А. Конструктивно – технологический базис кремниевых микрофлюидных электромеханических систем[Текст] :дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук 05.27.01: защищена 12.27.04 / Пурцхванидзе Ираклий Андреевич ; Москва. ГУ НПК «Технологический Центр» Московского Государственного института электронной техники. - М., 2004. – 168 с.
15. Мастерская Epson - Принцип струйной печати [Электронный ресурс] – Режим доступа: alex-anp.narod.ru
16. Евстрапов, А.А. Физические методы управления движением и разделением микрочастиц в жидких средах [Текст] / А.А. Евстрапов // Научное приборостроение. – 2005. - №1. – С. 3-20.
17. Kirby, B.J. Micro- and Nanoscale Fluid Mechanics: Transport in Microfluidic Devices/ B.J. Kirby – N.Y.: Cambridge University Press, 2010. – P. 505.
18. «Стратегическая программа исследований Технологической платформы «Медицина будущего» на 2012 – 2020 годы с перспективой до 2030 года» / (Решение Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям от 1 апреля 2011 г. протокол №2; от 5 июля 2011 г. протокол №3.) – Томск. – 2015.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
