基于虚拟仪器的电渗流检测系统的设计.pdf

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1、86传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第9期基于虚拟仪器的电渗流检测系统的设计杨大勇，刘莹(1．南昌大学环境与化学工程学院，江西南昌330031；2．南昌大学机电工程学院，江西南昌330031)摘要：为实现微流控芯片的高精度分析，设计了一种基于虚拟仪器的微通道电渗流检测系统。介绍了电渗流测定的常用方法及其优缺点，基于电流监测法原理设计了微通道电渗流检测系统的硬件结构，采用LabVIEW软件开发了人一机界面。并在不同电场强度作用下，完成了微通道电渗流的测定。实

2、验表明：该设计的检测系统能很好地满足微通道内部电渗流检测的需求。关键词：虚拟仪器；微流控芯片；电渗流；检测中图分类号：TH832文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)09-0086-03DesignofdetectionsystemofelectroosmoticflowbasedonvirtualinstrumentYANGDa．yong，LIUYing。(1．SchoolofEnvironmental&ChemicalEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031，C

3、hina；2．SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031，China)Abstract：Torealizetheanalysiswithhighprecisioninmicrofluidiechips，adetectionsystemofelectroosmoticflow(EOF)inmicrochannelsbasedonvirtualinstrumentiSpresented．Conventionalmethodstod

4、etecttheE0Fanditscharacteristicsareintroduced．Thehardwarestructureofthedetectionsystembasedoncurrent．monitoringmethodiSbuiltup．andthehuman．machineinterfaceiSdevelopedbytheLabVIEW．MeasurementofE0Fonmicrofluidicchipisachieved．Experimentresultsdemonstratethattheproposeds

5、ystemcansatisfytherequirementofthedetectionofE0Finmicrochanne1．Keywords：virtualinstrument；microfluidicchip；electroosmoticflow(EOF)；detection0引言壁的作用力，操作复杂；电流监测法原理简单，实验操作方电渗流(electroosmoticflow，EOF)是指微通道内带电表便，是EOF测定中最常用的一种方法；其他方法实验条面在外加垂直电场作用下，液相相对于静止不动的带电表件要求均相对较高，一般实验

6、室条件难以实现J。面运动的现象。由于EOF具有操作与控制方式简单、流虚拟仪器是随着计算机、通信及测量技术发展起来的型呈扁平状可降低和消除液体驱动过程中的分散效应等优一门新技术。随着微型计算机的发展，虚拟仪器将会逐步点，是微流控芯片分析系统中研究和使用最广的驱动和控成为数字测试仪器的主流。本文介绍的微通道EOF检制技术]。为了提高微流控芯片的分析精度，需要精确测系统即基于电流监测法(curent—monitoringmethod)原理，地控制芯片中样品溶液的体积，因而，需要对EOF速度进采用虚拟仪器技术将微通道内的电流信号通过数据采

7、集卡行分析和测量。等硬件直接导入计算机，完成EOF的测量。目前，测定EOF速度的方法主要有称重法、中性标1系统的总体结构记法，、电流监测法瑚、样品区带法。和流动电势法”1．I电流监测法原理等。称重法由于误差较大，一般不用；中性标记法采用微小当微通道内充满一种浓度的电解质溶液时，其电导率的示踪粒子的运动情况来推断液流速度，该方法直观，但要保持稳定，在外加一定电场的情况下，电解质溶液会在微通考虑到布朗运动的影响、粒子间的亲和力以及粒子和通道道内部形成定向EOF流动，但是微通道内部的电流保持不收稿日期：2009—12-09}基金项目：江

8、西省教育厅科学技术研究计划资助项目(SKLTKF09A01)第9期杨大勇，等：基于虚拟仪器的电渗流检测系统的设计87变。此时，在微通道一端注入另外一种浓度的电解质溶液置换前一种溶液，由于溶液电导率的变化，使得通道内部的电流逐渐发生变化。当后一种溶液