1. 研究目的与意义
微流控芯片(microfluidic), 又称微型全分析系统(miniaturized total analysis systems,tas)或芯片实验室(lab- on- a- chip),是通过分析化学、微机电加工(mems)、计算机、电子学、材料学及生物学、医学的交叉实现从试样处理到检测的整体微型化、自动化、集成化和便携化,这样原本需要在一个实验室完成的工作现在在一张芯片上即可完成, 不仅使生物试样和试剂的消耗大大降低到微升甚至纳升级,而且使分析速度成十倍百倍的提高,费用大大降低,从而为实现分析实验室的家庭化成为了可能,今后就像使用pc机一样,在办公桌或膝盖上就能完成分析检测[1]。
然而微流控芯片的原型器件设计也是一项重复性的工作,芯片设计尺寸需要反复更改,占用了很多设计者的研究时间,为此,我们可以通过二次开发的方法将芯片建模进行尺寸参数化,方便设计者进行尺寸的更改。
solidworks三维造型软件使用简单,方便进行二次开发,可以作为微流控芯片参数化建模的工具。
2. 国内外研究现状分析
微流控芯片的发展1990年瑞士研究人员manz和 widmer首先提出微流控芯片的概念[5],1992年 manz采用mems 技术在平板刻蚀微管道,研制出毛细管电泳微芯片分析装置,开创了微流控芯片技术的先河。
因此微流控芯片技术是在芯片毛细管电泳技术的基础上发展起来的,1994 年美国橡树岭国家实验室 ramsey 等[6]在manz的工作基础上改进了芯片毛细管电泳的进样方法,提高了其性能和实用性。
1995年美国加州大学佰克利分校的mathies 等[7]在微流控芯片上实现了高速 dna测序,其商业价值开始显现,同年9月首家微流控芯片企业caliper technologies 公司成立[8]。
3. 研究的基本内容与计划
本次设计主要为利用SolidWorks的二次开发来设计蛇形流道微流控芯片以下为具体设计内容:1. 熟悉SolidWorks的基本使用并查阅蛇形流道微流控芯片相关资料,了解其图样形状;2. 利用SolidWorks的三维建模先设计出蛇形流道微流控芯片的样貌且打开宏录制;3. 编辑宏录制并对其中的代码进行处理;4. 将录制得到的特征代码复制到VB中,并对其进行复查与修改,用变量代替代码中的数值常量,剔除无用的过渡代码;5. 利用VB的数据控件直接连接SolidWorks软件,进行参数化绘图;6. 寻找其中的不足进行进一步修改。
研究计划1.熟悉任务及收集资料,写开题报告(1-2周);2.拟定总体方案(3-4周);3.基于SolidWorks二次开发的蛇形流道微流控芯片参数化设计(5-14周)(具体操作见上述内容)4.整理、编写设计说明书并准备毕业答辩(15-16周)
4. 研究创新点
通过蛇形流道微流控芯片参数化设计实例证明了VB环境下SolidWorks二次开发的具体过程。
意在通过该实例使读者全面了解 SolidWorks二次开发过程,可以根据实际具体的问题,设计开发出适用于问题需要的功能模块,从而简化设计工作,缩短产品开发周期,提高产品开发的效率和广泛的应用范围,从而更能够提高相关类型微流控芯片的开发效率
