介電泳細胞操控及影像感測陣列之CMOS晶片

A CMOS Chip for DEP Cell Manipulation with Image Detection Array

吳東益(Dong-Yi Wu)

指導教授 ： 盧向成

國立清華大學/工學院/奈米工程與微系統研究所/碩士(2008年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2008.00380

摘要

隨著科技的發展趨勢與知識的演進，許多領域的研究都逐漸對微小尺度下的現象而至應用產生興趣，應用在醫療檢測、軍事航太、光纖通訊、生物醫學、汽車電子以至於工業用與消費用之各式檢測、控制器等等，而在生醫範疇的研究上尤其甚多，像是光學鑷子、微鑷夾等等，均為生物醫學上作為操控微小細胞個體的良好技術。 由於目前操控的尺度已經趨近於 μm，甚至達到 nm的尺度大小，所以急需找到ㄧ適用於目前尺度的方法技術，因此許多新穎的技術因應而生，以目前積極發展基因工程及單一細胞、蛋白質等相關研究的狀況下，微機電系統(MEMS)以其快速的成熟發展，與其尺寸相近於細胞分子的優勢之下，造就微機電系統(MEMS)成為在生醫科技方面的應用與發展上成為一個很好的研究方向，。本論文研究利用“介電泳＂操控所設計的生醫晶片，可在微尺度下以非接觸力進行細胞操控，可避免操控過程中對細胞粒子產生傷害或黏滯在硬體上，並利用可調控高頻交流驅動電壓，約略幾伏特就能操控! 本論文利用介電泳理論以二維電場進行對細胞粒子的操控，並透過下方CMOS 影像感測陣列(CMOS Image Sensor, CIS) 進行影像的即時感測與監控，本文首先就過去相關的文獻進行探討，從中設計同時具有驅動與感測的介電泳晶片設計，並更進一步以介電泳理論及CFD-RC 軟體與H-spice電路模擬軟體之數值模擬進行分析與驗證，進而依理論分析結果提出一整合操控與感測之生醫晶片，最後進行細胞粒子實驗，驗證此生醫晶片之功能與可行性。

關鍵字

微機電系統 ； 介電泳 ； 生醫晶片 ； CMOS 影像感測陣列 ； CFD-RC軟體 ； H-spice軟體

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無資料

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MEMS ； DEP ； bio-chip ； CIS array ； CFD-RC software ； Hspice software

參考文獻

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