张 贺，刘晓为，唐佳禄，韩小为，田 丽

(1.微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学), 150001 哈尔滨；2. 黑龙江工程学院 电气与信息工程学院，150001 哈尔滨)



三维阶梯结构微混合器设计、制作及性能分析

张 贺1，刘晓为1，唐佳禄2，韩小为1，田 丽1

(1.微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学), 150001 哈尔滨；2. 黑龙江工程学院 电气与信息工程学院，150001 哈尔滨)

为改善微纳尺度下流体的混合效果，在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基底材料上，设计制造了一款新型三维阶梯结构微混合器.混合器由一个T-型进样沟道和6个三维阶梯混合单元组成，采用超精密雕刻机在PMMA基片制作微米级结构，利用有机溶剂混溶浸泡法，在低温常压条件下键合得到.数值仿真结果表明：混合器效率受到台阶结构尺寸和流体速度的影响, 当0.1≤Re≤5时，混合腔横截面的浓度方差σ<0.1，接近充分混合; 当流速在1～20 mL/h范围内时，将混合器用于微量溶液pH的调节取得了理想的结果.

微混合器；三维阶梯结构；混合效率；PMMA芯片制备；pH调节

微流控芯片是利用MEMS技术，将微沟道、微储液池、混合器及检测器等功能单元，集成在几平方厘米大小的基底材料上，采用适当的键合方法将其封闭，从而实现对试样的富集、混合、分离和检测[1].与传统的分析检测方法相比，微流控芯片不但集成了如液体操控[2-3]、生化检测[4-5]、成分分析[6-7]等诸多功能，还大幅度简化了操作步骤，减少了试剂消耗.作为微流控芯片的重要组成部分，微混合器不但可以有效地控制扩散和混合，为后续的化学检测和生物分析提供所需的条件，还缩短……