近些年，根据电化学原理的皮安酶免疫测定发展趋势快速，在食品产业、环保监测与解决、生物科技及疾病诊断等行业都具有普遍的运用。

运用抗原和抗体中间的非特异亲和力功效及其酶的催化反应变大功效，根据检验与待测物浓度值有关的电流量数据信号完成生物分子的检验和鉴别，相对性于传统式的光谱仪免疫测定具备反应快、敏感度高、低成本、体型小等特性。

根据MEMS加工工艺在硅衬底上制取微电极构造完成免疫测定，可以完成免疫力感应器元器件的小型化、检检测剂的少量化及其制造的大批量化。但这种免疫力感应器仍处在试验室科学研究环节，许多特性也有待改进，比如感应器的稳定度和一致性较弱，这在较大水平上阻拦了其向产品化、社会化角度的发展趋势。

危害小型免疫力感应器可靠性和一致性的要素较多，包含微生物比较敏感膜的质全过程中的可预测性量及其免疫测定等。最先微生物比较敏感膜是生物传感器的鉴别元器件，是生物传感器的关键。针对日益小型化的免疫力感应器，既必须在微限度下滑免疫分子的固相化，又要确保固相免疫分子的数目和活力，与此同时又要确保不一样免疫力感应器微生物比较敏感膜干固的一致性，具备较大的难度系数。基本对微感应器比较敏感表层开展装饰的方式 ，不管在同化作用原理上是选用共价键融合或是物理学吸咐，多选用泡浸、滴涂等办法来完成。每一次对试样的解决的时间及其实验试剂加上量的是多少，通常因人有所不同的，与此同时也受自然环境标准的危害，使制作的微生物比较敏感膜的稳定度和一致性无法确保。因而必须开展微生物比较敏感膜干固历程的可预测性技术性和方式 科学研究，以提升控制器的一致性和可靠性。

次之，依据电流量型免疫力感应器检验的机理和特性，在免疫测定的环节中必须先后在感应器表层添加被测抗原体、酶标抗原及其反映底物，然后在这种环节中电极极化表层开展多次清理。这般复杂的实验试剂加上全过程现阶段在试验室环节多使用人力滴入的办法来进行，产生的不稳定要素诸多，难以确保感应器办公环境的稳定性和规范，进而危害感应器检验效果的稳定度和稳定性。

根据上述考虑到，文中在MEMS加工工艺制得的电级型免疫力微感测器集成ic的根基上，设计方案和制取微反应室及其微出入样断面，运用SU-8胶和PDMS等材质构建微液体系统软件，用于融合隔膜泵进行比较敏感膜固定化酶及气相和清洁等免疫测定操作流程，清除人为因素影响，改进微生物比较敏感膜制取及其免疫反应自然环境，探寻提升微生物比较敏感膜干固的稳定度和一致性，为提高免疫微感应器检验一致性的科学研究累积方式 和工作经验。

2 控制系统设计和制做

依据免疫力感应器检验的工作原理及特性，并对于提升小型免疫力生物传感器可靠性和一致性的必须 ，开展微液体体系的设计和科学研究。设计方案朝向运用化和稳定性的免疫测定系统软件，充分考虑成本低和容易实际操作等要素，选用将微反应室和反映电级各自制做的方式 。试验时在电极贴片表层黏附薄膜光学产生微反应系统软件开展免疫测定，反映完成后还可以将反映室与电级分离，相对性于一次性的反映电级，微反应窒能够经加工处理后完成多次重复使用。

2.1 微液体体系的总体设计

根据MEMS加工工艺制得的电级型免疫力微感应器构造如图所示1所显示，包含环形的工作中电级和环状的电极极化，工作中电级比较敏感总面积为1 mm2，该免疫力感应器具备小型化、实验试剂使用量少的特性。依据免疫力感应器的原理，设计方案包含小型反映室和出入样断面的微液体系统软件，相互配合隔膜泵完成全自动加样系统软件以完成免疫测定全过程。微液体构造如图2所显示，微反应室构建在由工作中电级和电极极化所构成的灵敏反映地区上。根据测算检验时电级表层所需试品的容积，设计方案高为500 μm、直徑为5 mm的圆柱型微反应室，将小型免疫力电级放置其管理中心。

在细微室内空间内开展液态试样的出入试品实际操作，毫无疑问会对微反应室壁和金属电极表层造成一定工作压力。为了更好地保障全部反映室的密封性能和金属电极表层敏感区免遭液体冲击性而维持比较敏感膜的完好无缺，与此同时为了更好地确保比较敏感电级表层免疫反应和电化学腐蚀产生的均一性，综合性出入样流动速度及确保电级表层试品分布均匀等要素，有效设计方案微室构造及其进液口和出液口的数目和规格，促使在沒有微阀的情形下，试剂在进到微室后可以较好地遍布于反映电级表层地区，能够被顺利排出来不容易残余在微房间内。

依据之上考虑到，试验中制定了4种不一样构造，如图所示3所显示，管理中心圆柱是微反应室腔，顶端的小圆柱为漏液断面，底端的正方形构造为制定的排液断面，进液口部位有管理中心和边沿部位二种，排液断面总数有4种。

2.2 微液体构造制取原料的科学研究

2.2.1 微液体构造原材料的挑选

PDMS具备无毒性、用浇铸法能拷贝微安全通道、生产加工简单迅速和低成本等特性，因此 挑选将PDMS覆于模貝上，干固涂膜后揭出来压于电极贴片表层上密封性组成微反应室，那样PDMS具备优良的有机化学可塑性，能够防止微断面对反映实验试剂的环境污染。并且PDMS干固后的弹力能够缓存微流产生的对微反应室的力的作用，容许外力作用均衡地释放在金属电极表层的周边。

2.2.2 微液体构造模具钢材的挑选

在MEMS加工工艺中，500 μm的反映室高宽比偏厚，如用深入蚀等加工工艺在硅块上完成这般深的构造比较艰难。SU-8胶是MEMS加工工艺中的一种厚胶原材料，常见于深构造的制取，故试验选用SU-8胶制做微液体构造模貝。而这般厚的SU-8胶所产生的地应力和界面张力在制作过程中比较严重危害到单晶硅片的样子，故选用夹层玻璃圆片为原材料，那样也减少了成本费。

3 模拟仿真結果

针对电流量型免疫力感应器，其免疫反应和电化学腐蚀关键产生于管理中心环形工作中电级地区。在细小的反映室内空间内，假如装饰水溶液、待检验试品、清洁液等实验试剂可以以工作中电级圆心点为管理中心，在环形电级表层匀称和对应的流动性和遍布来参加反映，在比较敏感膜干固的过程中将可以提升微生物比较敏感膜干固历程的一致性，进而确保微生物比较敏感膜的品质。在免疫反应过程中将可以推动比较敏感膜表层抗原和抗体中间免疫反应的均一性，与此同时推动比较敏感表层电化学腐蚀产生的一致性，进而提升控制器的反应速度并扩大数据信号回应。在清洁的环节中可以提升电级比较敏感表层清洁的清洁性和一致性，降低非特异性信号干扰给感应器检验所产生的误差，提升检验的稳定度和一致性。与此同时还可以预防因反映液部分聚集所产生的电流量转化成不均匀，防止比较敏感膜表层承受力不均匀造成的部分掉下来等难题。

依据制定的4种微液体构造，试验选用fluent手机软件开展微液体仿真模拟，认证不一样构造的可行性分析，根据特性上的一些核对，挑选有效的微反应室和出入样断面构造。

3.1 流动速度与相对密度遍布模拟仿真

如图4所显示，对实验试剂在出入样、清理等操作流程中的流通状况开展模拟仿真。实验试剂进到微反应室后，在金属电极表层周边，液态的流动速度以电级表层对称性。实验试剂在金属电极表层遍布比较匀称，沒有液态部分集中化、遍布不一样的状况发生。4种构造下反映实验试剂可以平等地注入到比较敏感反映地区参与反映，抵达电级表层后都能分布均匀于敏感区以及周边，不错地参加反映，与此同时选用PBS缓冲溶液也可以不错地进行清洁每日任务。

3.2 压力分布模拟仿真

检验全过程中应考虑到液态键入微反应室时对工作中电级表层比较敏感膜及室壁造成的力的作用，由于力的作用不合理会造成比较敏感膜掉下来的状况。试验全过程中根据有效地设计方案挑选进液口部位来提升力的遍布，降低对比较敏感膜表层发生的冲击性。在制定的4种构造中，对进液口部位的选取分为管理中心处和边沿处二种，二种构造的工作压力布局图对例如图5所显示。在漏液管路周边，液态发生很大的力的作用，而将进液口从反映地区上方挪到边沿处，其发生的力会在管理中心敏感区外场被电级附近地区和极富延展性的PDMS室壁缓存而变弱，不容易直接影响到比较敏感膜转化成地区，较切实解决了出入液对比较敏感膜很有可能导致的伤害难题；而在管理中心张口的2种构造坐落于比较敏感反映区上边，如图所示由此可见实验试剂输人的时候会强有力功效于核心处，尤其是当液态输入速度较高时，会对比较敏感膜引起损害。

综合性之上仿真模拟剖析，从微液体在微反应房间内的相对密度、速率及工作压力的遍布仿真模拟深入探讨和较为，论述了设计方案构造的可行性分析，并取得了在边界处设定进液口的构造较在核心处设定进液口的构造更加有效的结果。自然反映操作流程中预期效果还与气相流动速度和常用实验试剂粘稠度的挑选等要素相关，因而根据测算设计方案，制做了不一样的微室构造（包含出入液断面部位、总数及规格的差异挑选），如图所示6。下一步将联系实际检验进一步结构合理和主要参数。

4 结语

文中在MEMS加工工艺制得的电流量型免疫力感应器基本上，运用SU-8胶和PDMS等材质构建微液体系统软件，设计方案和制取了微反应室及其微出入样断面，开展了微生物比较敏感膜干固历程的可预测性技术性及方式 科学研究领域的探寻，是提高免疫微感应器检验一致性及可靠性方式 科学研究的核心內容之一，对日益小型化的免疫力生物传感器的研发拥有至关重要的研究意义和实际意义。根据fluent手机软件的仿真模拟，对不一样构造下微液体所造成的相对密度、速率和压力分布给比较敏感膜干固和免疫测定所产生的危害做好了剖析和较为，并作出了构造上的提升和挑选。为下一步相互配合隔膜泵开展免疫测定试验，寻找清除人为因素影响、改进微免疫测定自然环境及其对微反应系统软件进一步的改善奠定基础，也为提升电流量型免疫力微感应器的稳定度和一致性科学研究积淀了方式 和工作经验。

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