河北工业大学科技成果——微流控芯片快速制造设备

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mems微流控芯片工作原理

mems微流控芯片工作原理
微流控芯片的工作原理如下：
微流控芯片采用类似半导体的微机电加工技术在芯片上构建微流路系统，将实验与分析过程转载到由彼此联系的路径和液相小室组成的芯片结构上。

加载生物样品和反应液后，采用微机械泵、电水力泵和电渗流等方法驱动芯片中缓冲液的流动，形成微流路，于芯片上进行一种或连续多种的反应。

此外，微流控芯片的最大特点是在一个芯片上可以形成多功能集成体系和数目众多的复合体系的微全分析系统。

微型反应器是芯片实验室中常用的用于生物化学反应的结构，如毛细管电泳、聚合酶链反应、酶反应和DNA杂交反应的微型反应器等。

其中电压驱动的毛细管电泳比较容易在微流控芯片上实现，因而成为其中发展最快的技术。

以上内容仅供参考，建议查阅关于MEMS微流控芯片的资料、文献，获取更全面和准确的信息。

河北工业大学科技成果——超微粒加工设备

河北工业大学科技成果——超微粒加工设备
项目简介
本课题研究的超微粒粉碎设备采用独立驱动的两外接触压辊形成赫兹粉碎区，依靠两辊间的相对线速度和可调频调幅的相对轴向振动，使物料形成挤压和双向剪切，特别适合纤维质物料。

通过双压辊线速度和物料自重耦合控制给料速度，连续可调的挤压力和间隙以满足不同物料粒度和适合特定硬度要求。

借助设备的瞬时破碎工作方式和主动冷却，控制物料在破碎过程中的温升。

试验过程中，采用该超微粒加工设备，对于进料粒度小于2mm 的骨料，经过10个瞬时粉碎循环，粒度小于25μm的占总量的87%，压辊寿命达4000小时以上。

主要技术参数
额定功率：8kW
进料粒度：5mm
物料温升：小于20℃
对于粒度<2mm的骨粒经10个循环的粉碎，粒度<25μm占总粉碎量的87%
挤压辊寿命：4166小时
应用范围及市场预测
调研和市场调查表明，超微粒骨粉需求量大，易于储存，并可根据需求方便的转化为骨泥制品。

该设备可适应于食品、医药、化工等领域，可用于作为粒度小于5mm的骨粒、化工原料和非金属矿物的
超微粉碎，特别适用于作为营养品的骨泥的制备。

经济效益分析
产品综合成本：1.2万元/台，产品售价：1.5万元/台，若年产500台则年产值750万元，年利润150万元。

此外本设备结构简单、易于操作、投资少、特别适合于乡镇企业，促进农村经济发展。

合作方式合作开发。

河北工业大学科技成果——快速成型(RPM)技术

河北工业大学科技成果——快速成型（RPM）技术技术简介RPM技术是精密机械、CAD、数控技术、激光技术以及材料科学的技术集成，它依据计算机上构成的产品三维设计模型通过专用设备对其进行切片分层，得到各截面的轮廓；按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的纸，或固化/烧结/粘结一层层的各种成形材料或熔化喷射各种材料从而形成各截面轮廓并逐步堆叠成三维产品。

RPM技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法（即部分去除大于工件毛坯上的材料，而得到工件），无需采用传统的加工机床和模具，采用全新的“增长”成形法（即用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件），将复杂的三维加工分解成简单二维加工的组合。

该技术不但能根据市场需求很快设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造产品的样品，进行必要的性能测试，征求用户的意见并进行必要的修改，最后形成能投放市场的定型产品。

以适应市场需求，提高企业竞争力。

不仅如此，还派生出一个全新的领域——快速模具制造，所以快速成型已成为现代制造业的支柱技术，是实现集成制造（CIM）和并行工程（CE）设计必不可少的手段。

应用范围从应用行业来看，在家电、汽车、玩具、轻工、建筑、医疗、航空、航天、兵器等行业从事CAD的部门，都有着良好的应用前景。

最为突出的是汽车、摩托车、飞机以及家电制造业。

用作汽车零部件和外壳的快速加工和模具制造。

RPM在整车及发动机的覆盖件、复杂外形与型腔件的原形及模具制造方面，将会发挥巨大的作用。

市场分析及前景预测在当今世界各国经济技术实力激烈竞争的形式下，我们的制造业欲求生存，就必须采取迎头赶上的策略。

采用RPM技术，就会极大地提高相关企业在国内和国际上的竞争力。

从国内经济发展和市场经济体制运行的情况来看，RPM技术在近几年将会得到广泛应用。

合作方式为许多不具备配套RPM设备的汽车、模具、水泵、玩具、家电等行业提供技术支持。

科技成果——恒温扩增微流控芯片核酸分析仪

科技成果——恒温扩增微流控芯片核酸分析仪成果简介
该恒温扩增微流控芯片核酸分析仪是一种由清华大学和博奥生物集团有限公司联合研制的新型核酸分析科学仪器，它采用已获得发明专利授权的微纳体系样品检测系统结构、离心进样微流控芯片、自适应降噪数据分析处理、薄层空气浴加热温度控制等多项创新技术，能够在1.45微升反应体系实现10个核酸分子拷贝的高灵敏度、低样品与试剂消耗的多指标分子诊断，在性能方面处于国际领先水平。

该仪器可作为临床应用的医疗仪器，已获得国家食品药品监督管理总局“国家创新医疗器械产品”批准、CFDA国家Ⅲ类医疗器械产品注册证和欧盟的CE证书。

该仪器可应用于生命科学与医学前沿科研、食品安全、临床医疗、卫生防疫等领域，为个性化低成本精准医疗检测应用奠定了平台技术基础，填补了国内微纳生物医学检测科学仪器和医疗仪器的空白。

性能指标
1、平均升温速率：从37℃到65℃，≥20℃/min；
2、平均降温速率：从65℃到37℃，≥8℃/min；
3、模块控温精度：65℃温度控制偏差≤±0.5℃；
4、温度准确度：测定值与设置温度偏差≤±0.1℃；
5、温度持续时间准确度：测量温度实际读数值与设定温度的相对偏差＜0.5℃；
6、荧光强度检测重复性：重复10次CV（%）≤3%；
7、荧光强度检测灵敏度：核酸模板浓度优于10Copies/test；
8、样本检测重复性：相同样品通道Tp值的CV≤3%；
9、样本试剂消耗：1.45微升/指标；
10、荧光检测线性：标准样品的荧光线性回归系数r≥0.99。

应用情况
恒温扩增微流控芯片核酸分析仪已在200多家单位开始示范应用，覆盖生命科学与医学科研、临床医疗、食品安全、卫生防疫等领域。

微流控芯片技术及其应用

微流控芯片技术及其应用微流控芯片技术是一种基于微纳米加工技术制造的微型芯片，能够精确控制微流体在芯片内部的流动。

该技术结合了微流体力学、微电子学和生物学等学科，广泛应用于药物筛选、基因分析、细胞分析和生物传感等领域。

本文将重点介绍微流控芯片技术的原理、制备方法以及其应用领域。

一、微流控芯片技术的原理与制备方法微流控芯片技术的核心是利用微纳米加工技术在芯片上制造一系列微小的通道和结构，以便精确控制微流体的流动。

其原理基于微流体力学，通过精确调控流体的压力、流速和流量，实现对微流体的精确控制。

微流控芯片通常由微流体通道、微阀门、微泵和微混合器等功能单元组成。

微流控芯片的制备方法主要有两种：玻璃基质制备和聚合物基质制备。

玻璃基质制备方法包括湿法刻蚀、热压刻蚀和激光加工等，适用于制备微流道尺寸较大的芯片。

聚合物基质制备方法则包括胶印、光刻和热熔连接等，适用于制备尺寸较小且需要高精度的芯片。

二、微流控芯片技术的应用领域1. 药物筛选：微流控芯片技术可以模拟人体的生理环境，实现对药物在体内代谢和毒性的评估。

通过微流控芯片，可以高通量地筛选出具有潜在药效的化合物，加快新药研发的速度。

2. 基因分析：微流控芯片技术可以实现对基因的高通量检测和分析。

通过在微流控芯片上构建合适的反应体系和探针，可以实现对DNA 序列、基因表达和基因突变等的快速检测和分析。

3. 细胞分析：微流控芯片技术可以实现对细胞的高通量单细胞分析。

通过在芯片上构建微小的细胞培养室和检测通道，可以实现对细胞的培养、分离、操控和检测等操作，为研究细胞的功能和行为提供了有力工具。

4. 生物传感：微流控芯片技术可以实现对生物分子的高灵敏检测。

通过在芯片上固定特定的生物分子（如抗体、酶和核酸等），可以实现对目标分子的选择性捕获和灵敏检测，广泛应用于生物传感、环境监测和临床诊断等领域。

5. 化学反应：微流控芯片技术可以实现对化学反应的高效控制和优化。

通过在芯片上构建微小的反应室和混合器，可以实现对反应底物的精确控制和混合，提高反应速率和产物纯度，广泛应用于有机合成、催化反应和分析化学等领域。

微流控分析芯片用于凝血检测的实验研究

河北工业大学硕士学位论文微流控分析芯片用于凝血检测的实验研究姓名：孟庆宜申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：张思祥20071201河北工业大学硕士学位论文微流控分析芯片用于凝血检测的实验研究摘要随着科学技术的发展和基础医学研究的进步，人们对止血与血栓的发生发展认识越来越深刻，其检测手段也越来越先进。

与此同时，分析仪器也日益向着微型化、集成化与便携化的趋势发展。

其中，微分析系统是这一发展时期的典型代表，随着微流控芯片技术的发展，特别是检测灵敏度的日臻提高，用微流控芯片对微量物质的分析与检测日益受到重视。

本课题研究的目的就是采用微流控芯片作为检测容器，在凝血检测中最大限度地把加试剂、反应、检测等分析功能集成为一体。

本课题在分析、总结了传统的检测原理及方法的基础上，设计了利用微流控芯片进行凝血四项检测的基本方法。

首先我们利用步进电机设计了离心力驱动微流控芯片结构，该结构可在芯片旋转过程中完成血浆与试剂的混合、反应等操作。

同时，运用能发射红光和蓝光的双光束二极管为恒定光源，光束透过芯片的检测区，在其另一面有硅光电池接收光信号。

在与凝结剂均匀混合后，血浆由于发生一定的理化反应而凝结，光信号也会随之发生改变。

硅光电池将光信号的变化转换成电信号的变化，经采集可显示整个凝结过程图像，经数据处理后计算，可得到需要的信息。

本课题根据检测原理重点对检测装置的机械部分进行了设计和改善，选择了微流控芯片来替代传统的玻璃试管作为检测容器，以改进用玻璃试管检测时所存在的问题，提高精度和可靠性；同时，对检测系统的硬件电路部分和基于LabVIEW 的检测系统操作软件进行了设计和完善，以提高系统的准确性，可靠性和稳定性；并且在研究和改进过程中完成了大量有效的实验。

采用微流控芯片作为检测容器与传统玻璃试管相比，试剂混合均匀，能去除透镜效应，且实验一致性好。

该检测系统的研究成功将进一步促进我国医学检测技术的发展，同时，将加快微流控芯片的产业化，为分析仪器提供新的经济增长点。

河北工业大学科技成果——基于变频控制技术的智能电动执行器

河北工业大学科技成果——基于变频控制技术的智能电动执行器成果背景及主要用途当今国际流程工业仪器仪表技术的发展呈现出在数字化、智能化和网络化技术的支持下，实现高可靠性、多功能和高适用性的趋势。

随着近几年产业结构的调整，控制系统与变送器已取得了长足的发展，然而相比之下，电动执行器发展却相对滞后，成为制约整个自动化系统功能发挥和发展的主要瓶颈，亟待研究开发。

我国电动执行器产业在中低档产品方面已经拥有一定的市场份额，但高端产品严重依赖进口。

面对目前国内市场上充斥的国外智能化执行器产品，立足于自主创新的中国仪表也急需开发投产一种适应市场、具有较高技术水平的智能化产品，开拓未来的自动化市场。

在此背景下，我们提出基于变频控制技术的智能电动执行器的研究，取得了执行器智能化技术的全面突破，整体性能已达到国外基于变频控制技术的智能电动执行器先进水平，且个别指标有所突破。

电动执行器作为工业生产过程控制不可缺少的现场终端控制设备，遍布于流程工业中的各行业，如石化、电力、制造、冶金、钢铁、造纸、钢铁、制药、生化、环保、建材、食品、轻工等。

它与各种阀门、风门、挡板等配套，实现工业流程中压力、温度、流量、物位等工艺参数的控制和调节。

技术原理及工艺流程本产品在国内外首次采用SRM步进传动的动态定位技术，采用TMS320系列芯片实现用软件取代模拟器件，修改控制策略，并提供高频脉冲输出信号以驱动功率放大单元的电力电子开关器件，实现变频控制。

通过建立系统电磁干扰传导和辐射模型对电磁干扰进行预测，提出减轻EMI影响的关键技术。

以PROFIBUS总线为切入点，以DSP 和ASIC芯片开发技术为手段，开发总线接口模块，实现双向数字通讯。

此外，在执行器本身设置报警和自诊断功能，形成以SRM为执行元件、DSP为内核、CPLD为协处理器、SPM为功率变换器单元、PROFIBUS为通讯介质，集数字化、网络化、模块化、变频控制为一体的智能电动执行器。

河北工业大学科技成果——纳米级智能磁应变致动器

河北工业大学科技成果——纳米级智能磁应变致动器
项目简介纳米级智能磁应变致动器是利用超磁致伸缩材料的磁致伸缩大、响应速度快、输出力大等特点，实现纳米级的微位移进给和大的力输出。

致动器具有定位精度高、可靠性高和操作简单等优点。

致动器控制系统采用数字控制系统，由被控对象和数字计算机系统以及位移测量及转换部分组成。

纳米级智能磁应变致动器可广泛用于精密加工中位移的控制、光学仪器的制造技术、精密控制元件等领域。

市场前景纳米级智能磁应变致动器最小分辨率可达纳米量级，属于纳米高新技术领域。

它具有进给精度高、可靠性高和操作简单等特点，可广泛用于精密加工中位移的控制、集成电路制造技术、光学仪器的制造技术、精密运动的样品台、精密控制元件、激光束位移的精密控制、衍射光栅的制造技术、光纤和连接器的机械处理、电子显微镜、遂道扫描显微镜的载物台的位移控制等高新技术领域。

随着纳密高新技术的发展，对纳米级智能磁应变致动器的需求将逐步增加，因而开发纳米级智能磁应变致动器必将产生巨大的经济效益。

规模与投资投资约300万元人民币便可从事器件的生产，年产量可达300-500套，一年建成，第二年可收回资金。

生产设备机械加工设备，如车床、磨床等；电工电子仪器，如示波器、电容测微仪等，100m装配厂房。

效益分析致动器可用于精密加工、自动化等领域，明显提高加工精度。

如应用于精密加工、自动控制、微定位、流量阀等，有较大的需求量，按年产1000台计算，每台8万元，产值可达8000万元，
利润约4000万元，将产生较大的经济效益和社会效益。

合作方式本技术可采用技术转让、股权投资、合作开发方式进行合作。

微流控光纤芯片的研究

微流控光纤芯片的研究
苏波;崔大付;耿照新;陈兴
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2006(000)005
【摘要】微流控光纤芯片是一种把光纤植入到芯片中以方便检测的新型生物分析芯片,它利用光纤传输激发光,使激发光斑的直径大大减小,省去了光学会聚装置,缩小了检测系统的体积,提高了检测灵敏度.另外,它具有试剂消耗少、处理速度快、制作成本低、制作方法简单等优点,成为微全分析系统(μ-TAS)研究的热点.结合目前带光纤微流控芯片的发展状况,综述了两种类型芯片的制作方法及其所需材料,介绍了每种芯片的检测原理、结构及分类,分析了每种芯片的优点与不足,并探讨了其发展趋势.
【总页数】3页(P8-10)
【作者】苏波;崔大付;耿照新;陈兴
【作者单位】中科院电子所传感技术国家重点实验室,北京,100080;中科院电子所传感技术国家重点实验室,北京,100080;中科院电子所传感技术国家重点实验室,北京,100080;中科院电子所传感技术国家重点实验室,北京,100080
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.2
【相关文献】
1.以发光二极管为光源的毛细管电泳芯片-光纤耦合荧光检测微流控分析系统 [J], 李海芳;陈志锋;林金明
2.微流控光纤芯片检测系统的研制 [J], 苏波;崔大付;刘长春;蔡浩原;耿照新
3.微流控光纤芯片检测系统的研制 [J], 苏波;崔大付;刘长春;蔡浩原;耿照新
4.PDMS微流控芯片-光纤传感器系统测定载脂蛋白apoB 100 [J], 陈肇娜;吴会灵
5.激光诱导荧光微流控芯片光纤检测系统 [J], 王洪;唐宇;唐孟培
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微流控芯片计算机辅助设计、辅助制造方法研究

微流控芯片计算机辅助设计、辅助制造方法研究张思祥;郑炜;赵小网;冉多钢;刘伟铃【期刊名称】《分析科学学报》【年(卷),期】2006(22)6【摘要】介绍了一种采用计算机辅助制造中快速成型技术实现微流控芯片快速制作的方法。

采用VB二次开发工具(VBA),在计算机辅助设计(CAD)二次开发平台上建立微流控芯片三维CAD立体模型,并通过计算机软件算法对CAD模型进行分层切片,为实现微流控芯片计算机辅助制造提供加工数据。

文中针对微流控芯片加工精度要求高的特点,提出了采用位图数据图像格式(BMP)数据格式取代快速成型分层切片中常用的三角面片数据格式(STL),并对具体实现方法进行了详细介绍。

【总页数】3页(P704-706)【关键词】微流控芯片;芯片实验室;快速成型;CAD二次开发;STL文件格式【作者】张思祥;郑炜;赵小网;冉多钢;刘伟铃【作者单位】河北工业大学现代测控技术研究所【正文语种】中文【中图分类】O657【相关文献】1.一种捕获尿液中膀胱癌细胞的新型微流控芯片的设计rn新型微流控芯片的设计[J], 耿春阳;李驰宇;李雅楠;任海军;翟晓峰;刘波2.环烯烃聚合物(COP)微流控芯片的制备及其与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片的性能对比 [J], 罗怡;王晓东;杨帆3.基于微流控芯片的在线滴定微流控芯片全分析系统使滴定测量成为可能 [J], Karin Potje-Kamioth;Juergen Peters;Gueter Tauber4.微流控分析芯片快速制造方法研究 [J], 张思祥;郑炜;关学强;冉多钢;刘伟铃5.流体微流控基于微流控芯片的细胞检测、分类和分选若干技术研究 [J], 李冬梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。