【摘要】：微流體交流電熱效應(yīng)混合是縮短藥物篩選時(shí)間的有效手段之一。混合機(jī)制通常由微電極誘導(dǎo)流體內(nèi)部產(chǎn)生溫度梯度，從而形成渦流用于整個(gè)樣品區(qū)域內(nèi)的流體攪拌.但生物流體電導(dǎo)率偏高，交流電熱的溫升容易影響藥物活性。因此，設(shè)計(jì)并封裝一款環(huán)形微流體混合芯片，在不損失混合效率的前提下抑制流體的溫升，揭示該芯片的混合性能，數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)對(duì)微通道內(nèi)兩相流體的動(dòng)態(tài)混合過(guò)程進(jìn)行定量分析，并對(duì)模型幾何參數(shù)、物理參數(shù)等條件進(jìn)行優(yōu)化研究.首先，利用Comsol仿真軟件進(jìn)行電場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)以及稀物質(zhì)傳輸場(chǎng)的強(qiáng)耦合仿真計(jì)算，以混合效率為目標(biāo)函數(shù)，同時(shí)以溫升上限作為約束條件，優(yōu)化電壓幅值以及微電極陣列的尺寸和分布。仿真結(jié)果表明，在給定電壓下弧形微電極陣列的分布模式以及尺寸大小是影響混合效率的主要因素，電極對(duì)稱/非對(duì)稱分布誘導(dǎo)不同形式的非勻強(qiáng)電場(chǎng)空間分布，電極尺寸直接影響電場(chǎng)對(duì)流體的作用力范圍。綜合溫升研究，仿真最優(yōu)混合效率可達(dá)98.67%。然后，以優(yōu)化的電極尺寸參數(shù)加工氧化煙錫微電極陣列，軟光刻加工聚二甲基硅氧烷微通道。將上述帶有特定微通道圖案的PDMS與微電極玻璃基底封裝后形成最終的微混合實(shí)驗(yàn)芯片。最后，使用電導(dǎo)率為0.2 S/m的藍(lán)色染料溶液和去離子水緩沖液(經(jīng)0.9%NaCl溶液調(diào)節(jié)電導(dǎo)率值)進(jìn)行混合實(shí)驗(yàn)，微混合器混合效率可達(dá)93.16%。