基于导电弹性体材料的血液凝固检测微流控芯片
凝血是一个复杂的动态生理过程,它是在伤口愈合的最初阶段,血浆和血细胞协同止血的结果.然而,凝血障碍可能导致严重的病理并发症,如血友病或心脑血管疾病等.目前,凝血测试是诊断和治疗出血性疾病或血栓性疾病的重要手段.在手术期间,需要凝血检测对潜在出血原因进行诊断并用其预测手术出血风险,在术后阶段,患者要接受抗凝治疗以防止血栓形成并通过凝血检测确保无过度抗凝的情况,在治疗期间也需要凝血检测结果作为药物剂量调整方案的参考标准.随着临床上对即时凝血检测需求的增大,近年来基于微流控技术的凝血检测研究也在迅猛发展,然而现有的即时检测技术仍存在操作复杂、检测成本高以及加工工艺复杂等问题.因此,开发低成本、易使用、测量迅速的血液凝固即时检测装置对于基于凝血障碍的疾病的诊断和治疗具有重大意义. 为了解决以上问题,本文使用银-聚二甲基硅氧烷(Ag-PDMS)导电弹性材料作为电极材料实现电极-流道一体化成型,研发出稳定可靠且高良率的芯片,通过将力学和电学相结合的检测方法,克服现有检测技术高成本、仪器笨重、操作复杂等不足,实现对血液凝固的即时检测.本文首先对银-聚二甲基硅氧烷(Ag-PDMS)的材料特性进行了研究,确定了电极材料的制作比例,并且通过有限元仿真确定了芯片的尺寸;然后通过阻抗频谱实验对芯片的电学特性进行了研究;接着用甘油溶液对芯片进行实验,验证了将电极形变转化为阻抗变化的可行性.最后,通过全血实验,验证了该芯片对于凝血检测的可行性.这种低成本、易使用、测量迅速的血液凝固即时检测芯片不仅对于诊疗疾病和调整药物剂量具有重要作用,还拥有发展成检测凝血的高端医疗器械的潜力.
血液凝固;即时检测;银-聚二甲基硅氧烷导电弹性材料;微流控芯片;阻抗频谱
北京化工大学
硕士
电子信息
俞度立;檀鑫
2023
中文
TQ421.7
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）