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线性阵列电极电控生物芯片及其控制系统的研制

陈超

  基于线性阵列电极的电控生物芯片(Electric-Control Biochip based on Linear-arrayed Electrode,LEEC Biochip)属于微全分析系统的一种,可对多种微流体及生物分子电控操作,是一种集进样、分离、检测、智能操控等功能于一体的生化分析平台,具有微型化、集成化、便携化及操作自动化的特点。近年研究表明,在生物芯片上集成特定结构的电极阵列,用电学方法可以精确操控微流体及生物分子的行为,本论文从生化分析的电控机理出发,研制了LEEC芯片及其控制系统。研究内容包括线性分布式电极阵列的理论设计,以普通载波片和有机高聚物PDMS(Polydimethylsiloxane)为基本材料的芯片制作工艺,LEEC芯片和PCB板的连接方式,硬件控制系统的设计以及控制芯片工作的单片机程序编制等,此外还包括电化学检测方法的研究。硬件系统以c8051F020为控制核心,设计了一种I/O网络组合控制电路来控制54根pt电极,在三态(高压、接地、悬空)之间的任意转换。其中AD器件可以采集温度、电压信号,键盘、液晶等人机交互接口便于人工操作。整个系统设计体现了高度集成、低功耗、高扩展性以及自动操控等特点。最后用自行研制的LEEC芯片进行了测试和初步的DNA分离实验,证明系统在兼容性、控制时序方面运行正常,与芯片能良好衔接,新型芯片能成功分离DNA片段,并总结了一套较为成熟的实验方法。……   
[关键词]:微全分析系统;生物芯片;电控;线性阵列电极;单片机
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国科学院研究生院(电子学研究所)2003年