第十七卷 第八期 - 2011年三月十八日 PDF
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尖端微奈米流體技術之生醫應用
國立成功大學 工程科學系
國立成功大學 標竿計畫《A001》
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期計畫中我們嘗試製作出可饒式光介電泳晶片,此種晶片尚未被任何一個研究團隊發表。研發出來的晶片預期其成本相對低廉且不需複雜的黃光微影製程,就可做到介電泳力的力量控制及移動,這意味著非常有希望開發出具低成本的丟棄式晶片,研發出來的系統具彈性且可容易取得的生物科技平台。以下是相關技術之簡介。

1.高分子可撓式光介電泳晶片於微型粒子之操控及分離

由非晶矽基板或由玻璃為基板的薄膜高分子的光介電泳平台應用於操控粒子及細胞已被發表為有前景被看好的技術。為了產生介電泳力所需的微電極製程非常繁複,但若用光照射產生的虛擬電極便可簡易化。然而,非晶矽通常是用昂貴且高溫製程之電漿增強化學氣相沉積法(PECVD)製造。相反的,光導電高分子可以在低溫環境中旋轉塗佈於銦錫氧化物玻璃基板上。它也可以延伸運用在高分子可撓性基板上。

因此,此研究報告出新潁的結合地心引力效應之快速微型粒子分離效果,應用光導電高分子材料在低溫環境下塗佈於可撓式高分子系統。此製程也可大面積的用滾輪(roll-to-roll)方式製造。

圖1說明了實驗架設和高分子可撓性晶片之工作原理。
圖2說明可撓性高分子晶片在不同的施加電壓(Vpp)情況下之最大拖曳速度(vd)及計算出之介電泳力(FDEP)。圖3說明在不同的主動層厚度下之最大拖曳速度及介電泳力。圖4說明了分離不同大小聚苯乙烯球的工作原理。圖5說明成功分離大小聚苯乙烯球之連續影像。總而言之,上述之報告已說明這是第一次,可以運用光介電泳技術於可撓式高分子晶片做到快速分離微型粒子
Figure 1: (a) 實驗架設圖. (b)高分子可撓式晶片是由最上層的可撓式基板,中間的液體空間包含微型粒子,以及最下層的已塗佈上PEDOT:PSS及主動層P3HT/PCBM和蒸鍍上LiF的可撓式基板所組成的三明治結構
Figure 2: 在不同的施加電壓 (Vpp)下ITO玻璃及ITO可撓式基板的最大拖曳速度 (vd)和光介電泳力 (FDEP)。(n=3)
Figure 3: 塊材異質介面在不同厚度下的聚苯乙烯球(尺寸:20m)之最大拖曳速度及最大光介電泳力。(n=3)
Figure 4: 微型粒子的分離示意圖
Figure 5: 不同尺寸之微型粒子的成功分離影片截取圖
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