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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳志宗
研究生(外文):Zhi-Ziung Chen
論文名稱:蝴蝶蘭病毒檢測晶片實體模型之微流道電腦模擬
論文名稱(外文):Microfluidic Simulation on the Solid Model of Viruses Detection Chip for the Phalaenopsis Orchid
指導教授:艾 群
指導教授(外文):Chyung Ay
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:生物機電工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:生物晶片微機電系統微流道CoventorWare實體模擬
外文關鍵詞:biochipMEMSmicro channelCoventorWareSolid Modeling
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傳統的病毒檢驗,不僅時間長達5~6小時、操作過程繁瑣以及產品昂貴等都是問題所在。因此,發展晶片檢測系統取代傳統病毒檢測是勢在必行。而微機電系統之製作,為了避免過度的試做及時間的浪費,應用電腦輔助設計是很重要的,務求讓每個生產的晶片在進行檢驗時,待測的樣品都能夠按照預測的路徑流動,一步步完成檢驗。
本論文透過CoventorWare微機電設計分析軟體進行實體模擬,將前人設計之Y型微混合器、PCR晶片、CE晶片針對其流道部分以由下往上方式整合於同一晶片上。由於這三層所用的分析模組都不同,因此要同時模擬,模組必須能設定(1)Phase的工作時間,(2)電壓的切換功能。
相位邊界條件為Phase 1:inlet_0(Y型微混合器之樣品輸入儲存槽)=0v,v_2(CE晶片之樣品廢液儲存槽)=220v,持續17.2秒,使得樣品從inlet_0流經中間層PCR晶片在流至v_1(CE晶片之樣品輸入儲存槽);接著切換相位為Phase 2:v_1=v_3(CE晶片之緩衝液儲存槽)=v_4(CE晶片之分析廢液儲存槽)=0v,v_2=18v,持續0.3秒,以消除樣品從v_1流經十字交叉口處而產生的擴散現象;最後切換為Phase 3:v_3=0v,v_1= v_2=110v,v_4=220v,持續0.6秒,以完成十字交叉處之微量樣品注射至分離管道中,共費時18.1秒的模擬,較傳統的病毒檢驗時間大幅度地減少。

To the traditional virus examination, not only it need long time to do and the operating process tedious but also the product is expensive cost. Therefore, the chip examination system must be developed to substitute the traditional virus examination. In microelectromechanical system (MEMS), it is important to reduce the time west and increase the product developing speed with CAD. When each production chip does some inspection course, the target sample can be able to examination step by step.
This study combined the previous developed the Y micro-mixer, the PCR chip, the CE chip which was designed individually by the bottom up and integrate on chip through CoventorWare sofware. Since these three layers used all different analysis module, if the simulation processed at the same time, it need to set two parameter, such as phase operating time and voltage switch function.
The phase boundary condition is : Phase 1 : inlet_0 ( Y micro-mixer of the sample input tank ) = 0 v, v_2 ( CE chip of the sample waste liquid tank ) = 220 v, and keep 17.2 seconds, the sample will flow from inlet_0 through intermediate layer PCR chip until v_1 ( CE chip of the sample tank ). Then phase was changed : Phase 2 : v_1 = v_3 ( CE chip of the buffer tank ) = v_4 ( CE chip of the analysis waste liquid tank ) = 0 v, v_2 = 18 v and keep for 0.3 seconds, to eliminate the diffusing phenomena of the CE chip when the sample flowed from v_1 through the cross intersection. Finally Phase 3 was changed : v_3 = 0 v, v_1 = v_2 = 110 v, v_4 = 220 v, when micro sample injection to separate in the pipeline go through the cross intersection place spend 18.1 seconds. It means this design faster than the traditional virus detection.

誌謝
中文摘要------------------------------------------------------------------------------------i
英文摘要-----------------------------------------------------------------------------------ii
圖目錄-------------------------------------------------------------------------------------vi
表目錄-------------------------------------------------------------------------------------xi
符號說明---------------------------------------------------------------------------------xiv
第一章 前言------------------------------------------------------------------------------ 1
1.1 背景---------------------------------------------------------------------------------1
1.2 研究動機---------------------------------------------------------------------------2
1.2.1傳統蝴蝶蘭病毒檢測------------------------------------------------------3
1.2.2 RT-PCR偵測齒舌蘭輪斑病毒與東亞蘭嵌紋病毒-------------------3
1.3 研究目的---------------------------------------------------------------------------9
第二章 文獻探討-----------------------------------------------------------------------10
2.1 何謂生物晶片--------------------------------------------------------------------10
2.2 毛細管電泳之進程-------------------------------------------------------------12
2.3 PCR與CE晶片之發展----------------------------------------------------------15
2.4 微機電系統之電腦輔助設計應用-------------------------------------------18
第三章 相關理論-----------------------------------------------------------------------21
3.1 DNA簡介-------------------------------------------------------------------------21
3.2 PCR簡介-------------------------------------------------------------------------23
3.2.1 何謂PCR ------------------------------------------------------------------23
3.2.2 PCR之基本原理----------------------------------------------------------24
3.3 毛細管電泳簡介-----------------------------------------------------------------26
3.3.1 電泳原理-------------------------------------------------------------------27
3.3.2 電雙層(electrical double layer, EDL)的形成-------------------------30
3.3.3 電滲透流(electroosmotic flow,EOF)的形成-------------------------32
3.4十字型微管道之注射系統-------------------------------------------------35
第四章 試驗設計與方法--------------------------------------------------------------38
4.1微機電設計的流程簡介--------------------------------------------------------38
4.2 模型建構-------------------------------------------------------------------------40
4.2.1十字型電泳模型建立及分析--------------------------------------------43
4.2.2 PCR流道式模型建立及分析--------------------------------------------51
4.2.3 Y型微混合流道模型建立及分析--------------------------------------57
第五章 結果與討論------------------------------------------------------------64
5.1 十字型電泳、PCR流道式及Y型微混合流道模型間的結合---------64
5.2 整合型晶片的修改---------------------------------------------------------70
5.3 整合型晶片的電壓調整---------------------------------------------------75
第六章 結論-----------------------------------------------------------------------------78
第七章 建議-----------------------------------------------------------------------------81
參考文獻----------------------------------------------------------------------------------83
附錄一 Coventor Ware 快速使用手冊----------------------------------------------90
附錄二 Coventor Ware 基本功能使用說明----------------------------------------94

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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