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微流控技术：液滴型dPCR芯片设计与应用

目录

微流控技术：液滴型dPCR芯片设计与应用（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

内容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1微流控技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2dPCR技术简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3液滴型芯片的兴起与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.4研究目的与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1微流控技术在dPCR中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2液滴型芯片的设计原则与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.3现有液滴型dPCR芯片案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.4面临的主要问题与解决方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.1微流控技术的原理与组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.2dPCR技术的原理与流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.3液滴形成与控制技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.4芯片设计的数学模型与仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

材料与设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

4.1实验材料与试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

4.2实验设备介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

4.3实验耗材与消耗品．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

液滴型dPCR芯片设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

5.1芯片结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

5.1.1微通道设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

5.1.2液滴生成单元设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

5.1.3反应混合单元设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

5.2流体动力学模拟与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

5.3热管理策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

5.4芯片组装与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

实验结果与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

6.1实验设计与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

6.2实验结果展示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

6.2.1液滴尺寸分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

6.2.2dPCR反应效率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

6.2.3芯片的稳定性与重现性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

6.3数据分析与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

6.4与其他技术的比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

7.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．