非接觸式電容耦合血液晶片的設計、製作與其應用於全血分離與血糖檢測

  • 林 伯修

學生論文: Master's Thesis

摘要

本文研究實驗所設計之電容耦合晶片不需額外輸入能量,利用玻璃材料親水的特性產生毛細力作為驅動源,讓流體在微流道中達到自驅動。導入交流電和透過晶片上下?之電極不同幾何形狀設計,在微流道中產生不均勻電場,促使血液中紅血球在微流道裡極化,進而增加紅血球間的粒子作用力,由於紅血球間作用力增加的影響,紅血球會有聚集的現象形成血球團因而使得流速降低,搭配毛細力的推動,紅血球團與血漿產生流速上的差異,於此紅血球與血漿的分離作用。而值得一提的是,本實驗中所使用之血液樣本是未經過任何稀釋動作,即為全血。之後更在晶片微流道尾端內濺鍍上鉑感應電極,檢測分離後血漿內血糖之濃度搭建生醫重點照顧檢測平台之可能性與可行性。 由實驗結果得知,此一電容耦合晶片有良好的長時效自驅動能力,即使是高黏滯流體血液也能輕易推動。當血液注入晶片後,施加電壓使得微流道內產生不均勻之電場,可以觀察到血球因極化後之間作用力增強,產生聚集的現象。透過改變電壓(1~3 V)和改變頻率(500 kHz~10 MHz)量測發現血液平均分離時間上有明顯的改變。之後在不同血液流速下施加電壓發現,血液平均分離時間也有明顯隨之改變的變化。最後為了檢測此晶片之有效作用,透過創新分析方法得出此晶片擁有高血漿產率、高血球與血漿分離效率,約90%,與高血球與血漿分離品質,約89 4%。而這些實驗結果證明了低電壓電容耦合非接觸式微流體血液晶片可確實用於血液分離的應用,配合後續結合的血漿內血糖濃度檢測,實現了生醫重點照顧檢測的核心定義,結合『驅動』、『應用』與『檢測』於一小型實驗晶片內。
獎項日期2014 八月 4
原文Chinese
監督員Chen-Kuei Chung (Supervisor)

引用此

非接觸式電容耦合血液晶片的設計、製作與其應用於全血分離與血糖檢測
伯修, 林. (Author). 2014 八月 4

學生論文: Master's Thesis