Design and Fabrication of the Micrototal Analysis System of Water(I)

瀏覽統計 Email 通知 RSS Feed

簡歷

基本資料

Project title

Code/計畫編號

NSC96-2221-E019-037

Translated Name/計畫中文名

水質檢測微全分析系統之設計與製作(I)

Project Coordinator/計畫主持人

Chih-Wei Wu

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Department/Unit

Department of Mechanical and Mechatronic Engineering

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1471766

Year

2007

Start date/計畫起

01-08-2007

Expected Completion/計畫迄

01-07-2008

Bugetid/研究經費

603千元

ResearchField/研究領域

機械工程

" 本研究擬以三年的時間，完成『水質檢測微全分析系統』研究計畫。傳統之水質檢測方式，皆由人員至現場檢測或採樣後攜回實驗室分析，所需之時間、樣本採集、保存、搬運、重複實驗所造成的污染，都將影響檢測結果之準確性。若是現場進行檢測，受限於大型設備無法實際搬運至現場，靈敏度與解析度亦將會受到限制。本計劃的目標在於將實驗室晶片技術應用於水質檢測，本『水質檢測微全分析系統』包含微型閥門、微幫浦、主被動微混合器、微流道系統、液態波導管、LED 光學偵測系統、封裝、與化學分析技術等。只需將待檢測樣品置於注入管內，經由微型閥門、微幫浦、與微流道系統，待測樣本與反應試劑即可依序通過不同之混合區進行混合，最後藉由量測入射光之強度衰減幅度以達到檢測水質之目的。因本研究計畫使用智慧型水膠製作微型閥門、微幫浦、主被動微混合器等重要元件，故計畫第一年之工作重點為充分掌握智慧型水膠之材料特性（智慧型水膠組成成分比例最佳化）與機械性質（降伏強度、膨脹收縮率、疲勞測試），進而建立水膠形變之數學模式以供計畫第二年製作水膠微結構之參考。此外亦需完成微透鏡等光學元件之設計，並建立透鏡外型與光學性能之關係，以供計畫第三年構築量測光強度衰減所需之光學系統；待充分掌握智慧型水膠之材料特性與機械性質後，計畫第二年將以水膠製作微型閥門、微幫浦、主被動微混合器等重要元件並評估其性能。此外，亦需完成長光路徑液態波導管檢測流道與微光學元件之設計與製作，且開發出製程低廉之高分子複製製程，以提高本水質檢測微全分析系統商品化之可行性；計畫第三年將延續第二年成果，將水膠微型閥、微幫浦、主被動式混合器、Teflon AF2400 液態波導管等元件，整合於水質檢測微全分析系統內，以成功製作出高靈敏度水質檢測微全分析。此外，整合LED 光源於水質檢測微全分析系統內，配合系統內之微透鏡，完成量測光強度衰減所需之光學系統，以完成一般水質檢測，並與傳統實驗室檢測結果進行交叉驗證，進而驗證檢測晶片之整體性能。就學術研究而言，整體檢測系統具備輕薄短小之特徵，且具奈米莫爾等級的檢測能力，方便海洋生態或水產養殖學者可於現場採樣並進行高準確且多樣性的分析。此外，所需之反應劑量極少，將減少昂貴試劑之需求，降低傳統檢測方式所需之成本，在研究經費日益枯竭的現在，對學術研究之貢獻將更為可貴，而藉由跨領域的研究，亦可有效提升整體學術的研發能量；就水產養殖產業而言，依據農委會九十二年公佈的統計資料，此檢測晶片之產值略估為新台幣一億八千七百萬元。而精確地掌握水質，亦可避免水資源的過度使用，解決國內目前所面臨極為嚴重的地下水超抽問題。故本計畫除了具有學術研究價值外，更可開創一個全新之水質檢測晶片產業，對整體養殖產業亦有極高之助益。本計畫之最終目的，在嘗試發展全新的水質檢測技術，突破以往檢測方式所無法克服的障礙，並提供降低檢測成本之方法，相信不論是學術研究或產業應用上都具有極高的價值。 "

Keyword(s)

營養鹽
實驗室晶片
微流道系統
液態波導管

DSpace CRIS

Design and Fabrication of the Micrototal Analysis System of Water(I)

基本資料

Description