三入口单级分形微流控浓度梯度芯片的设计与性能分析

简介

传统浓度梯度生成方法具有效率低、梯度不够精确、稳定性差等不足,微流控芯片因其特征尺寸小、反应快、精度高和易操控等优点,被广泛用于微流体浓度梯度生成。微流控芯片的通道结构与进样条件对浓度梯度的生成具有重要影响。基于自相似分形理论,开发了三入口单级分形微流控浓度梯度芯片。建立基于有限元的多物理场耦合模型,通过归一化流量矩阵与浓度矩阵的耦合设置,得到呈偏态分布与正态分布的浓度梯度分布规律。以红色染料与去离子水为样本进行实验,结果与数值模拟吻合较好,验证了芯片设计的科学性与有效性。