
微流控芯片系统,又称微全分析系统( m -TAS )、缩微芯片实验室( Lab-on-a-Chip )、毛细管电泳芯片( Capillary Electrophoresis Chips ),它是一种采用微细加工技术,在数平方厘米大小的基片上,制作出微沟道网络结构和其它功能单元,以实现集样品制备、进样、反应、分离、检测于一体的快速、高效、低耗的微分析系统。主要以分析化学和分析生物化学为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征。它把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上,且可多次使用,因此具有更广泛的适用性。 具体的应用可体现在 DNA 分析、基因表达分析、疾病诊断、药物筛选和免疫学测定、 食品和商品检验、环境监测、刑事科学、军事科学、及航天科学 等方面。
简单的工作原理


首先介绍一下微流控芯片的工作原理和制备过程:图中 1 - 2 是样品的进样过程,图中 3 是样品的分离过程,图中 4 是检测。微流控芯片制作过程大致如下 : ① 在基片上刻蚀所需构型的微通道; ② 在盖片的适当位置(一般为微通道的端头处)打孔,作为试剂、试样及缓冲液蓄池。 ③ 刻有微通道的基片和相同材质的盖片清洗后,在适当的条件下键合在一起就得到微流控分析芯片。

本项目所研制的对准台应用
视频图像(标记)对准的思想,利用显微视觉的技术,采用底部对准的方法来实现。其基本原理是:系统由两条完全相同但相互独立的光路组成。每条光路中,由成像系统将盖片及基片的标记图像经图像采集卡送入计算机,并在计算机中完成标记图形的识别、处理及计算,进而实现盖片-基片对准。具体过程是:在放基片之前,先通过两路 CCD 系统分别摄取盖片上的左右对准标记并由计算机储存起来;放上基片,通过调整 CCD 的焦距,摄取基片底面的对准标记。此时虽然基片遮光,不能直接获取盖片上的对准标记,但因盖片标记图形已经保存在计算机中,所以在显示屏幕中仍能同时看到盖片与基片底面的对准标记;利用盖片-基片精密对准工作台使基片做三维运动,即可实现盖片与基片的精确对准。

对准台及操作机器人控制系统结构


研究历程




