用于氣體檢測的微流控芯片關鍵技術研究.pdf

1、惡臭氣體逐漸受到各國重視，而惡臭氣體又有不易采集，在線檢測難等特點。需要一種便攜式或在線檢測儀器對其進行實時、快速、準確的檢測。本論文基于氣相色譜技術和微流控芯片技術，前者為世界各國進行氣體檢測的主要手段，但應用該技術的氣相色譜儀體積巨大，不便于在我國廣闊地域進行惡臭氣體實時監(jiān)測。微流控芯片技術的發(fā)展得益于微機電加工技術的進步。理論上，能把氣相色譜儀上任何主要部件集成到幾平方厘米的芯片上，所以微流控芯片是實現(xiàn)儀器便攜化、小型化的最佳選擇

2、。
　　氣相色譜儀上的氣體分離系統(tǒng)（即色譜柱及柱溫箱）約占色譜儀一半的體積，因此縮小分離系統(tǒng)體積顯得尤為重要。本論文通過對上述兩種技術的結合，設計并制造出了適合便攜式色譜儀器商業(yè)化應用的微流控芯片色譜柱，即把計算機機箱大小的分離系統(tǒng)集成到面積為幾平方厘米，厚度不到1mm厚的芯片上。本課題設計并成功制作出了兩種芯片：芯片一為采用噴砂工藝制成的微流控芯片填充柱，其內徑為1mm，溝道總長1.8m。芯片體積115×60×6mm。芯片二是采

3、用濕法刻蝕制作的微流控芯片毛細柱，芯片溝道為邊長0.15mm的正方形截面，溝道總長0.75m。芯片體積40×12×0.9mm。芯片一應用于復雜氣體分離，芯片二應用于簡單氣體快速分離。根據(jù)惡臭氣體的特性本課題選擇了聚乙二醇作為固定相。由于色譜分析需要極佳的密封性，本課題設計了多種芯片接口方案，并最終確定兩種為芯片使用。本課題還設計了對芯片分離效果影響很大的柱壓系統(tǒng)。論文最后對芯片一進行實驗驗證，得到芯片對丙酮（惡臭氣體）的理論塔板數(shù)為21