1、微流控系統(tǒng)允許大量反應同時進行，通過組合多級濃度反應物，可高效篩選最佳反應條件。傳統(tǒng)手段不能實現(xiàn)稀有樣品的微量精密操作，目前亟需多級濃度的微流控生成方法。多級濃度生成的核心單元便是定比例粒子收集，而電控誘導電滲流發(fā)生于不加電的懸浮電極表面，電滲規(guī)模依賴于懸浮電極尺寸，因此可實現(xiàn)數(shù)目成比例的粒子收集。本文擬通過研究誘導電滲流的流動特性、電控行為及幾何特征對粒子收集的影響規(guī)律，實現(xiàn)定比例粒子收集。
　　首先，本文提出了一種基于誘導電滲

2、的定比例粒子收集方法，即在通道內施加交變電場，沉積于通道底部的寬、窄金屬片(懸浮電極)激發(fā)非對稱電滲漩渦，在對應的電極表面上收集到數(shù)目成比例的兩束粒子條帶。
　　其次，基于相量法推導了正弦穩(wěn)態(tài)時滑移流速的解析形式，對微通道內的電滲流場數(shù)值求解，揭示了非對稱微漩渦的產生機制及其流速分布規(guī)律，闡明了流動停滯區(qū)與粒子收集現(xiàn)象的關聯(lián)特征。研究了誘導電滲的電信號響應特性，結合其他多物理場-粒子作用機制，提出了定比例收集模型與適宜于粒子收集的

3、理想滑移流速輪廓。通過變換電壓幅值或頻率搜索盡量逼近理想輪廓的電信號取值，設計了定比例粒子收集實驗的電信號操作區(qū)間。
　　再次，從實驗器件的關鍵尺寸入手，提出了漩渦范圍判據(jù)，分析了誘導電滲流的幾何特性，并依托前述結果設計了非對稱電極系統(tǒng)。通過綜合考慮加工與實驗操作等因素，完善了三組基于非對稱電極系統(tǒng)的微流控器件總體方案。研究了電導率和壓力驅動流流量等關鍵實驗參數(shù)對粒子收集的影響，優(yōu)選了參數(shù)取值。針對實驗對器件的大批量需求，提煉了電

4、極與通道并行的加工路線，大幅提高了制造效率。搭建了具備信號發(fā)生、微量進樣、顯微觀測以及計算處理等功能的實驗系統(tǒng)。
　　最后通過靜態(tài)、動態(tài)和大跨度濃度三組實驗驗證并修正了理論模型。靜態(tài)實驗確認了電信號工作區(qū)間選取的有效性，通過測量條帶寬度變化為動態(tài)實驗驗證了壓力驅動流取值。動態(tài)實驗展示了粒子收集器件的電控特性，可作為執(zhí)行機構與粒子計數(shù)器構建閉環(huán)控制系統(tǒng)。通過大跨度濃度級次實驗證明串聯(lián)方式在生成濃度跨度與種類上的優(yōu)越性。因此，電控誘導