数字微流控芯片检测技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201321203023河北工业大学硕士学位论文数字微流控芯片检测技术研究论文作者：王学浩学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：仪器科学与技术指导教师：张思祥职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyRESEARCHONDIGITALMICROFLUIDICCHIPDETECTIONTECHNOLOGYByWangXuehaoSupervisor:ProfessorZhangSi

2、xiangMarch2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学

3、校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要数字微流控芯片检测技术是数字微流控技术与传统检测方法相结合的产物。相较于常规检测方法，数字微流控芯片检测技术具有检测精度高、交叉污染少、节约检测成本的优点，因此这项技术具有很高的应用潜力与研究必要性。当前数字微流控芯片检测尚处于研究与探索阶段，因此需要我们对这种检测技术进行更为深入的研究。首先，本文总结了数字微流控检测技术在国内外的发展状况。接着对基于数字微流控芯片实现物质含

4、量测定的基本原理进行介绍。并对在数字微流控芯片检测系统应用较多的微液滴生成与操纵进行方法介绍与原理分析。本文对数字微流控芯片检测系统的构建方法进行研究。数字微流控芯片检测系统由流体驱动装置、数字微流控芯片、液滴检测装置以及废液回收器件构成。在文中主要对数字微流控芯片的设计与加工方法以及流体驱动方法进行研究，开发了利用气压驱动微流控芯片内流体的微量进液器，并完成了微量进液器的电路设计与软件编写工作。利用开发完成的微量进液器和数字微流控芯片，本文搭建了数字微流控实验系统。使用该试验系统，进行了一系列微液滴生成与操纵实验，包括T形通道与十字通道液滴的生成，微液滴的收集储存和微液滴

5、的混合。这些实验提供的数据与结论，为数字微流控芯片检测系统的构建打下了基础。最后，本文着重微液滴的检测方法进行了研究。目前常用的微液滴检测形式有三种：液滴排成一列，对其逐一进行检测；液滴形成阵列，获取液滴图像进行检测；用储存仓保存液滴，获取液滴图像进行检测。本文主要研究了利用C#语言与EmguCV图像处理库对储存仓内不规则排列的，产生荧光反应的微液滴进行数量计算的方法。关键词：数字微流控芯片微液滴检测技术图像处理IABSTRACTDigitalmicrofluidicchipdetectiontechnologyisaproductwhichcombinesdigitalm

6、icrofluidictechnologyandtraditionaldetectionmethodstogether.Comparedwithtraditionaldetectionmethods,digitalmicrofluidicchipdetectiontechnologyhasseveraladvantages,suchasbetterprecision,lessprobabilityofcrosscontaminationandlowercost.Sothatdigitalmicrofluidicchipdetectionisatechnologywithgr

7、eatapplicationpotentialandresearchvalue.Currently,digitalmicrofluidicchipdetectionisstillinthestageofstudyandexploration,soweshoulddomorein-depthresearchonthisdetectiontechnology.Atthebeginningofthispaper,thecurrentdevelopmentsofthedigitalmicrofluidicchipdetec