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一种微流控检测芯片的设计与工艺研究被引量：11: 2009年; 设计并制作了一种PMMA材料的微流控检测芯片,利用外界气体驱动液体,用于实验样品的分析和检测。芯片的整体尺寸为86 mm×60 mm×4.5 mm,利用精密加工的方法进行加工。采用一种简单实用的溶胶-凝胶改性方法对微通道管路进行亲水处理,实验证明亲水性有明显提高。并分析了亲水性提高的机理。提出一种新的溶剂键合方法,在室温下对芯片进行键合。溶剂为二氯乙烷和无水乙醇按1:1混合的混合液。分析了不同溶液配比、键合时间和键合压力对键合效果的影响。同时,芯片上集成了多个阀,对阀膜材料的选择、粘接工艺进行了研究。; 杨波唐飞王晓浩杨卓熊继军; 关键词：微流控检测芯片亲水性键合

用于高场非对称波形离子迁移谱系统的阵列式微法拉第筒离子检测器被引量：6: 2010年; 提出了一种可减小高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统体积的阵列式微法拉第筒离子检测器,该检测器具有结构简单、稳定性好、噪声小、量程大、可在大气压条件下工作等优点。阵列式微法拉第筒包括栅电极、敏感电极、屏蔽电极3部分,其中敏感电极由数十个直径为200μm的硅圆柱交错排列而成。通过典型的MEMS工艺制作,法拉第筒与平板型FAI MS系统的MEMS工艺完全兼容。Fluent仿真结果表明,这种阵列式的设计,气体运动阻力较小,流场分布有助于载气中离子被充分吸收。与KEITHLEY237电流表级联后,测得阵列式微法拉第筒的噪声水平在0.5 pA以下。对丙酮样本进行了实验测试,结果显示其输出信号为210 pA左右,表明该阵列式微法拉第筒满足FAIMS系统的要求。; 唐飞王晓浩张亮; 关键词：微机电系统法拉第筒微弱电流

微型FAIMS生化传感器的设计与制作被引量：3: 2010年; 根据高场非对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)原理,设计了一种微型生化传感器.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行电离,紫外灯发射的光子能量为10.6 eV,波长116.5 nm.迁移区由上下两块紫铜金属平板电极构成,尺寸为10 mm×10 mm×1 mm.完成了高场非对称方波电源的设计,所输出的射频电压最大值为1 180 V,最小值为-480 V,频率189 kHz,占空比30%.以丙酮为实验样品,通过高场非对称波形离子迁移谱-质谱联用技术进行传感器的性能验证实验,实验结果表明所设计的基于FAIMS原理的生化传感器可以实现离子分离和过滤功能.基于SIMION软件对FAIMS生化传感器进行仿真分析,仿真与实验结果相符.最后利用硅片双面感应耦合等离子体(inductively coupled plasma,ICP)刻蚀和硅-玻璃键合工艺,加工出基于微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)技术的微型FAIMS传感器芯片.采用频率2 MHz、最大电压364 V、占空比30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.载气流速80 L/h,补偿电压从-10 V～3 V以0.1 V的步长扫描,得到了丙酮的FAIMS谱图,验证了芯片的性能.; 李华唐飞王晓浩林镇翔张亮; 关键词：FAIMS 生化传感器 SIMION

方波射频电压幅值对微型高场非对称波形离子迁移谱传感器芯片性能的影响被引量：9: 2010年; 基于微机电系统技术(Micro electro mechanical system,MEMS),研制了微型高场非对称波形离子迁移谱(High-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)传感器芯片。芯片采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀和两次硅-玻璃键合工艺加工,尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,其中迁移区尺寸为10mm×5mm×0.2mm。设计了高场非对称方波电源,可输出最大频率2MHz,电压峰-峰值1000V,占空比20%～50%连续可调的方波射频电压。以乙醇为实验样品,分析了方波射频电压幅值对FAIMS传感器芯片性能的影响。实验表明,随着电压幅值的增加,FAIMS分辨率提高,灵敏度下降,补偿电压绝对值增大,且芯片对乙醇的检出限可达8.9mg/m3。; 李华唐飞王晓浩张亮杨吉王帆徐初隆吝涛丁力; 关键词：微机电系统

一种用于高场非对称波形离子迁移谱系统的新型敞开式化学离子源被引量：14: 2009年; 根据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统的要求,本文提出了一种新型敞开式直流电晕放电化学离子源.该离子源主要由内线电极、外筒电极和牵引电极组成,内、外电极半径分别是0.08、2mm.筒壁电极上开有对称的4个槽,用于通入样品和牵引离子.质谱实验结果表明,该离子源能够在敞开环境下很好地离子化丙酮、乙醇、苯胺、N,N-二甲基甲酰胺、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、乙酸乙酯、甲酸、乙酸、苯酚等正、负电性物质.静电计测试实验结果说明该离子源能够稳定地产生离子电流.通过分析不同时刻的谱图发现,在不同时间点上产生的主要离子相同,具有很好的稳定性.利用感应耦合等离子体(ICP)工艺在硅片上加工了该离子源,从而验证了该结构可以由微机电系统(MEMS)加工技术实现.该离子源具有体积小、结构简单、无辐射、工作稳定等特点,不仅可以满足FAIMS系统的要求,还可用于敞开式质谱、微型质谱仪、离子迁移谱(IMS)等仪器.; 刘坤唐飞王晓浩魏学业熊继军; 关键词：质谱敞开式 FAIMS 电晕放电离子源 MEMS

基于高场非对称波形离子迁移谱的生化传感器的设计(英文)被引量：3: 2009年; 基于高场非对称波形离子迁移谱原理设计了一种由离子源,迁移区和检测器3部分组成的生化传感器。传感器采用真空紫外灯作离子源,高纯氮(99.999%)为载气,在常压下工作。加工了两种由两平行金属极板组成的迁移区,一种由两平板铜块组成,尺寸为25 mm×10 mm×1 mm;另外一种由微机电(MEMS)工艺加工,尺寸为20 mm×10 mm×1.5 mm。MEMS工艺加工的迁移区间距为1.5 mm,电场强度<10 000 V/cm,不能过滤丙酮离子;铜块迁移区间距为1 mm,电场强度>10 000 V/cm。当方波非对称射频电压峰峰值为1 600 V,频率为195.8 kHz,占空比为30%,补偿电压为-8.63 V时,采用平板铜块迁移区实现了丙酮离子的位移补偿,实验结果验证了传感器的性能。; 李华王晓浩唐飞林镇翔; 关键词：生化传感器微机电系统

Direct determination of trace amounts of acetic acid using a novel ambient glow discharge ion source: 2010年; A novel ambient glow discharge ion source with improved line-cylinder electrodes is put forward and designed in this paper.The diameters of inner and outer electrodes are 0.16 and 4 mm respectively.With a special assembly method,a perfect coaxiality of the two electrodes is obtained.From the gas discharge experiment,it can be seen that the discharge can stably work in normal glow discharge mode.The operating currents of the ion source are in an order of milliamperes and can generate a much larger number and wider variety of reagent ions.The MS experiment shows that the ion source has higher detection sensitivity.; Xiao Hao WangKun LiuFei TangJiu Ming HeXue Ye WeiZeper Abliz; 关键词：环境改善放电实验

FAIMS用非对称方波RF电源系统的研制: 2010年; 在FAIMS(High-field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry)系统研究中,基于新型MEMS(Micro-Electro-Me-chanical-System)工艺加工的平板式迁移区需求,提出一个新型的FAIMS仪用高场非对称方波RF电源系统设计方案,以TMS320F2812为信号发生及控制核心,对逆变电路结构进行优化设计,并进行电磁兼容及电源完整性分析设计,很好的实现高场非对称方波电压波形输出。并在射频干扰下,对补偿电压进行准确采集。; 杨吉唐飞王晓浩; 关键词：半桥逆变电源完整性电磁兼容

FAIMS离子检测用高场非对称波电源设计被引量：7: 2008年; 介绍一种用于FAIMS(高场非对称波形离子迁移谱技术)离子检测器的电源,并简要说明FAIMS工作原理。针对FAIMS离子检测器的特点,设计了高场非对称波电源。实验结果表明,设计思路正确,电源达到了预定要求。; 陈天志唐飞熊继军林镇翔; 关键词：FAIMS

用于FAIMS系统的微电流检测电路屏蔽被引量：2: 2011年; 为解决电容积分式电流检测法不能满足FAIMS快速测量要求的问题,设计了一种用于FAIMS系统的微电流检测电路。采用合理的元器件和电路设计,运用两级放大将FAIMS系统中的pA级电流放大并转换到mV量级。为了消除FAIMS系统中高频噪声的干扰,对电路进行屏蔽设计,从而有效滤除了系统的干扰噪声,放大后的信号通过NI采集卡,并利用LabVIEW对测得的电流信号进行采集和数据处理。实验结果表明,该电路的测量精度优于0.1 pA,采样频率高于15 Hz。进行了FAIMS系统实验,测得系统输出的背景噪声为0.2 pA。以乙醇为实验样品,在载气(N2)流量为0.8 L/min的情况下,得到了乙醇的FAIMS谱图,证明了该微电流检测电路屏蔽能有效滤除FAIMS系统的噪声干扰。; 闫书江唐飞王晓浩王帆杨涛; 关键词：FAIMS 放大电路 LABVIEW

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