沈弘俊臺灣大學：應用力學研究所黃志宇Yu, Huang-ChihHuang-ChihYu2007-11-292018-06-282007-11-292018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/62373本研究利用介電泳原理搭配微機電製程方式，成功製作出從紅血球中分離出脆性紅血球之分離晶片，整個流程僅需兩道光罩（微電極陣列晶片與微流道母模各一）即可完成晶片製作。本實驗採用吾人自行抽取之全血，經過離心之後，取紅血球部分分為兩組樣本，一組為正常紅血球，另一組利用硬化劑使紅血球脆性降低以製造脆性紅血球，再分別與生理食鹽水混合，在紅血球濃度1%、導電度為10mS/㎝的條件下進行粒子操控。 本實驗輸入500kHz、20VPP二相位之正弦波，將晶片結合特殊設計的Y型流道，製作出分離晶片。由於脆性紅血球會受到負介電泳力的影響往分支方向流動，正常紅血球對電極所產生的負介電泳力較不敏感，而往另一流道移動，因此可以達成分離效果，其分離的效果與輸入電壓、頻率及流道幾何外形狀有關，之後再藉由改良流道幾何外形提升其分離效率，最後爲了能明顯呈現分離現象，將血球進行螢光染色。由於螢光染色後紅血球的介電泳性質改變，因此無法明顯呈現分離現象。由於介電泳機制可在低電壓情況下直接操控紅血球，所以此微分離晶片之開發將對於未來生物醫學上的應用，將有極大的可能性。第一章 緒論 1 1.1背景與研究動機 1 1.1.1微機電系統技術(MEMS) 2 1.1.2介電泳力(dielectrophoresis)應用於驅動細胞 2 1.2 文獻回顧 3 1.3紅血球脆性試驗(RBC fragility test) 4 1.4 研究目的 5 第二章 粒子操控原理 6 2-1 介電泳基本原理 6 2.2 其他影響力之探討 10 2.2.1 布朗運動 10 2.2.2 電泳力 11 第三章 實驗方法與設備 12 3-1 粒子操控晶片設計 12 3.1.1 電極金屬材料 12 3.1.2 電極晶片基板選擇 13 3.1.3 電極排列設計 13 3.1.4 光罩選擇與製作 13 3.1.5 金屬薄膜沉積技術 14 3-2 MEMS製程技術 14 3.2.1 基材清潔(Clean) 14 3.2.2 光阻塗佈(Coating) 15 3.2.3 軟烤(Soft bake) 15 3.2.4 曝光(Exposure) 15 3.2.5 顯影(Development) 15 3.2.6 硬烤(Hard bake) 16 3-3 微電極陣列晶片製作流程 16 3.3.1 基板清洗 16 3.3.2 電極蒸鍍 17 3.3.3 電極晶片微影與蝕刻製程 17 3-4 微流道之設計與製作 18 3.4.1 SU-8微流道母模製作 18 3.4.2 PDMS微流道製作 19 3-5 元件接合與外部連結方式 20 3-6 實驗設備 21 3-7 紅血球的製備 22 3-8脆性紅血球的製備 22 第四章 實驗結果與討論 24 4-1 溶液的選取 24 4-2紅血球介電泳特性測試 25 4-3 紅血球保存天數測定 25 4-4 晶片不穩定情形與解決方式 26 4-5 分離晶片設計 27 4-6 分離結果與討論 27 4-7 分離效率討論與改良 28 4-8 紅血球之螢光染色 30 第五章 結論及未來展望 31 5-1 結論 31 5-2 未來展望 32 參考文獻 342007096 bytesapplication/pdfen-US介電泳、脆性紅血球、微分離器dielectrophoresisthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/62373/1/ntu-95-R93543068-1.pdf