２０１３年第３２卷第４期 传感器与微系统（Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）８３ ＳＰＲ传感器阵列中微流通池的流场仿真 张晓娟，曾祥华，刘琳琳，胡 宁，杨 军 （重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室 视觉损伤与再生修复重庆市重点实验室，重庆４０００３０） 摘要：在自制表面等离子体激元共振（ＳＰＲ）传感器阵列检测装置的微流通池的研制中，为了获得更好 的检测精度和重复性，需要流经各检测点的流量尽可能一致。设计了几种不同的微流通池结构，并利用 Ｃｏｍｓｏｌ Ｍｕｈｉｐｈｙｓｉｃｓ软件对其内部的流场进行仿真分析。首先，分析了常用梭状流通池的内部流场分布， 并研究了不同长度过渡段对流场分布的影响。在此基础上，讨论了不同流通池形状，特别是流通池外形轮 廓，如椭圆状流通池和边界流线型更好的流通池对流场分布的影响。此后，还研究了过渡区中微结构阵列 设计对检测区流场分布的影响。仿真研究结果表明：适当延长过渡段长度，有利于改善流体流动的稳定性 和均匀性，但这种改善将随长度的进一步增加逐渐减弱。而不同的边界外形轮廓对检测区域流场的影响 不大；当采用一定的微结构阵列扰流设计后，流场均匀性一定程度上得到改善。 关键词：流通池；仿真；表面等离子体激元共振；流场 中图分类号：Ｑ８１３．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－９７８７（２０１３）０４－００８３－０５ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ０ｆ ｆｌＯＷ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｍｉｃｒｏ ｆｌＯＷ ｐｏｏｌ ｉｎ ＳＰＲ ：｝＝ ＳｅｎＳ０ｒ ａｒｒａＶ ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ．ｊｕａｎ。ＺＥＮＧ Ｘｉａｎｇ．ｈｕａ，ＬＩＵ Ｌｉｎ—ｌｉｎ，ＨＵ Ｎｉｎｇ，ＹＡＮＧ Ｊｕｎ （Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｉｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｖｉｓｉｏｎ Ｌｏｓｓ，Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ， Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｆｌｏｗ ｐｏｏｌ ｆｏｒ ａ ｓｅｌｆ－ｍａｄｅ ＳＰＲ ｓｅｎｓｏｒ ａｒｒａｙ ｄｅｖｉｃｅ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ，ｆｌｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅａｃｈ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｉｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ａｓ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ ａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ． Ｓｅｖｅｒａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｌｏｗ ｐｏｏｌ ｓｔｍｅｔｕｒｅｓ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｃｏｍｓｏｌ Ｍｕｈｉｐｈｙｓｉｃｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ａｔ ｆｉｒｓｔ， ｉｎｎｅｒ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｓｈｕｔｔｌｅ—ｓｈａｐｅ ｆｌｏｗ ｐｏｏｌ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈａｐｅｓ ｏｆ ｆｌｏｗ ｐｏｏｌｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅｉｒ ｏｕｔｌｉｎｅｓ，ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｎｄ ｔｈｅｎ，ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｏｍｅ ｍｉｃｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅｓ ａｒｒａｙ ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｒｅａ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｙ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｈｅｌｐ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｆｌｕｉｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｂｅｃｏｍｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｅｘｃｅｅｄｅｄ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｖａｌｕｅ．Ｗｈｉｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈａｐｅｓ，ｏｎ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｒｅａ ｉｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｒｒａｙ ｄｅｓｉｇｎ ｃａｎ ｂｒｉｎｇ ｓｏｍｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｌｏｗ ｐｏｏｌ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（ＳＰＲ）；ｆｌｏｗ ｉｆｅｌｄ ０引 言 等 ］。其中，微流通池容纳样本溶液并使其中的待测物能 有足够的停留时间与敏感膜上的靶标分子发生反应。在 ＳＰＲ传感器阵列装置的设计中，反应物需要与分布于流通 表面等离子体激元共振（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ， ＳＰＲ）传感技术是一项应用最为广泛的光学传感技术 ，具 有无需标记、实时和灵敏等优点 。近年来，随着ＳＰＲ传 感技术的不断发展，它已经广泛应用于生物医学、食品安全 以及环境监测等领域 。在常见的基于棱镜的ＳＰＲ生物 池中不同位置的多种靶标分子发生反应。为了克服样本液 在不同位置停留时间（待测分子与靶标分子反应时间）差 异所带来的误差，需要合理的流通池设计，使流经各靶标点 位置的溶液流速尽可能一致。因此，针对一定的分子靶标 传感器中，主要结构单元包含棱镜、传感芯片和微流通池 收稿日期：２０１２—１１ ２ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（８１０７１２７８，３１０７０８８２，８１１０１１６８）；教育部“新世纪优秀人才支持计划”资助项目（ＮＣＥＴ－０９－０８４２）；重 庆大学研究生创新团队建设项目（２００９０９Ａ１００２） ８４ 传感器与微系统 第３２卷 阵列分布，研究合适的流通池设计很有必要。 由于传感器设计中高精度、低消耗的要求，越来越多地 采用微型的流通池结构。针对这类微型流通池中的流动情 况的研究也越发引起广泛关注 Ｊ。要实测微流通池中流 体速度的分布，如采用常用的粒子图像测速（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｍａｇｅ ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ，ＰＩＶ）法 仍然十分困难。而计算流体力学 （ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ，ＣＦＤ）仿真则在这一方面具有 传统实验方法难以比拟的优势 。很多研究表明，ＣＦＤ仿 真所得到的结果能很好地模拟微流场中的实际流动情 况 －ｌ ０＿，对相关研究，特别是微流动结构的设计具有重要指 导作用。 本文针对自制ＳＰＲ传感器阵列检测装置，利用ＣＦＤ仿 真分析方法来探究合适的微流通池结构。针对ＳＰＲ传感器 阵列检测的要求，设计了几种不同的微流通池结构，利用 Ｃｏｍｓｏｌ Ｍｕｈｉｐｈｙｓｉｃｓ软件对其内部的流场进行仿真分析。 根据仿真分析结果可以得到适于ＳＰＲ传感器阵列检测的微 流通池设计。 １微流通池的仿真模型 实验室自制ＳＰＲ传感器阵列所采用敏感芯片的金膜尺 寸为１２ ｍｉｉ１×８ ｍｉｌｌ，其中靶点阵列（检测区）范围为２ ｍｍ ｘ ２ ａｍ，位于流通池中心。在流通池设计时，其尺寸必须覆盖 检测区，但又不能超过金膜的范围。本文设计了５种不同 形状的流通池模型用于分析测试，包括ＳＰＲ传感器检测中 常用的正方形（图１（ａ））、圆形（图１（ｂ））、梭形（图１（ｅ））、 椭圆形（图１（ｄ）），以及一种边界流线型更好的结构 （图１（ｅ））。５种流通池进口、出口宽度均为１ ｍｍ，进出口 段长度也为１ ｍｍ。流通池宽度均为６ ｍｍ，前面２种的长度 也为６ｍｍ，后面３种为对称结构，长度相等，并可以做一定 的调整，以分析长度变化是否会对流场产生影响。 （ａ）正方形 （ｂ）圆形 （ａ）ｓｑｕａｒｅ ｆｂ）ｃｉｒｃｌｅ ｌ— Ｉ （ｃ）梭形 （ｄ）椭圆形 （ｃ）ｆｕｓｉｆｏｒｍ ｆｄ１ ｅｌｌｉｐｓｅ ＼ ／ （ｅ）流线型更好结构 （ｅ）ｇｏｏｄ ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ 图１ ５种不同形状的微流通池模型 Ｆｉｇ １ Ｆｉｖｅ ｍｉｃｒｏ ｆｌｏｗ ｐｏｏｌ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ ２微流通池的仿真分析 ２．１ 仿真的控制方程和边界条件 与传感检测实验条件一致，仿真分析中流体介质为水， 流通池内流体运动可视为不可压缩流体的层流，整个过程 为稳态。对于液体的微尺度流动，其分子问距离相比气体 小得多，典型微流控器件尺寸（１０—１００ ｍ）都远远大于其 分子平均自由程，因此，无滑移条件仍可使用。仿真中，流 通池入口条件均为速度人口，流速设为１００ Ｌ／ｍｉｎ；流通 池出口条件为压力Ｐ ０；壁面边界采用无滑移条件。基本 控制方程由Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ连续性方程（１）和动量方程（２） 构成 Ｖｕ＝０， （１） Ｐ［詈＋“ ］＝一 ＋ｐｇ＋ “＋Ｆ， （２） 式中Ｐ为流体密度，Ｕ为流体速度矢量，Ｐ为流体 力， 卵为有效粘性系数，Ｆ为附加动力源 、水的流体密度为 １ ０００ ｋｇ／ｍ。，２０℃水的有效＇枯性系数为ｌ×１０一Ｐａ・ 酸 力可忽略不计，仿真过程中无附加动力源， 此，等式（２） 进一步简化为 ＝叼Ｗｕ． （３） ２．２ ＣＦＤ仿真分析 根据上述控制方程和边界条件，利川Ｃｏｍｓｏｌ Ｍｕｈｉｐｈｙ— ｓｉｅｓ软件对图ｌ中的流通池模型进行二维仿 这类微 流控结构中，二维仿真的结果已足以准确描述其中的流场 分布 。其中，图１中后面３种模型的Ｋ度选为宽度的 ２倍，５种不同结构的仿真结果如图２所爪． 仿真结果丧 明：溶液在从进口通道进入流通池的过程巾，由 】：流路突然 扩大，相应的流速会逐渐减小。因为静Ｉ卜壁 和粘性的影 响，越靠近壁面的地方速度越慢。这样，在微流通池【｛ｌｌ不同 位置就产生了不同的流速。为＿『研究小同流通？也形状对流 场分布的影响，选取通过不同流通池中心（ ２（ａ））的轴 向（图３（ａ））和横向（图３（ｂ））上的流场进行比较． ．仿真结果表明：梭状、椭圆形、流线 更好的流通池，轴 向流速在检测区稳定性要比正方形和圆肜流通池好僻多， 几乎没有太大变化（『皋Ｊ ３（ａ））。在横 速度分布上，这３种 结构的变化率也要小很多（图３（ｂ））。从图２可以看ｍ：［｝｛ 于流通池四角方向滞留区（流速接近＿ｒ ０）的存 ，形状的 影响相对较小，因此，后面３种结构流场分布的改善很 】‘能 是由于过渡区（人口到检测区，如图１（ｅ） ）的延Ｋ所ｒｊｌ 起的。因此，下面将讨论这一改变的影响。 ３流通池过渡段的影响 以梭形流通池为例来研究过渡段长度 改变对检测区 流场分布的影响。假设，Ｊ长度分别为１ ｌｌｌｌｎ（图４【１Ｊ曲 线１），２Ｉｎｔｎ（图４中曲线２），３ ｍｍ（图４中曲线３），４ ｎＩｎ 传感器与微系统 第３２卷 ∞．口 ０＿【＼嘲醣 Ｔ∞．蛊 ０一＼ 煺 （ａ）ｒ＝０．１５ ｍｍ ｍｉｃｒｏｐｉｌｌａｒ ａｒｒａｙ （ｂ）Ｙ－方向 （ｂ）Ｙｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ （ｄ） 方向 （ｄ） １ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｙ／ｍｍ （ｄ） 方向 （ｄ） ２ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 图５不同微柱尺寸对流场的影响 Ｆｉｇ ５ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｓｉｚｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｐｉｌｌａｒ ｏｎ ｆｌｏｗ ｉｆｅｌｄ ４．２微柱个数对检测区流场分布的影响 前面的研究表明，半径０．１５ ｍｍ微柱阵列对流场均匀 性的效果较好，因此，在后面的研究中采用该尺寸的微柱。 为了比较微柱个数的影响，选用了如图５（ａ）的２×３（２列 ３行，图６中曲线１）、２×４（图６中曲线２）、３×３（图６中曲 线３）、３×４（图６中曲线４）的微阵列进行仿真，图６中曲 线５为未加微柱结构。相比于未添加微阵列时，在轴向方 向前２种情况的速度分布更均匀（图６（ａ）和（ｂ）），横向方 向后２种更均匀（图６（Ｃ）和（ｄ））。这表明增加阵列列数有 利于横向流速均匀性，但同时也降低了轴向流速的稳定性。 增加阵列的行数影响相对较小，３行的阵列效果稍好。 ４．３微柱分布对检测区流场分布的影响 采用微柱半径为０．１５ｍｍ的２×３阵列，研究微柱位置 ｓ．茸 ０一＼ 斌 Ｔ∞．盘 ０一～ 避 呈 媛 （ｂ）ｙ 方向 （ｂ） ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 呈 避 呈 ｙ／ｍｍ （ｄ】 。方向 （ｄ） ２ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 图６不同微柱个数对流场的影响 Ｆｉｇ ６ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｍｉｃｒｏｐｉｌｌａｒ ｏｎ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ 分布改变对流场的影响。选用了５种不同的位置分布，行、 列间距分别为０．５，０．５ｍｍ（图７中曲线１），０．５与０．７５ｍＥ， 第二列与曲线１一致（图７中曲线３），０．５，０．７５ｍｍ，第一列 与曲线ｌ一致（图７中曲线３），０．７５，０．５ｍｉｌｌ，中间行保持在 中轴线上（图７中曲线４），０．７５，０．７５ ｍｍ，行分布与曲线４ 一致，列分布与曲线２一致（图７叶１曲线４），未加微柱结构 （图７中曲线６）。仿真结果表明：微柱阵列有利于稳定横 向流场，增大微阵列中排与排的距离对轴向流场有一定的 改善作用，而对横向流场则不利，增大列与列之间的距离对 流场的影响不明显。 ５结论 本文利用仿真软件分析了５种不同边界的流通池的内 部流场分布，并研究了不同长度的过渡段对梭状流通池流 场分布的影响。在此基础上讨论了通池流中增加微结构阵 列产生扰流后对流场分布的影响。研究结果表明：对于不 同的边界形状，检测区域流场变化不明显；而进口到出口的 长度不同，检测区流速的稳定性差异较大；如果在微流通池 第４期 Ｔ∞．口Ｊ卜０一＼煳蛙 ２４ ２ ２ ２ Ｏ １．８ 张晓娟，等：ＳＰＲ传感器阵列中微流通池的流场仿真 Ｔ∞．鼻－（】【／ ８７ 参考文献： ［１］Ｓｈａｇｎｆａ Ｈ Ｋ，Ｋｒｉｓｚｔａ Ｆ，Ｒａｊ Ｋ，ｅｔ ａ１．Ａ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｍｅｎ— ｓｕｒｅ ｔｈｅ ｂｉｎｄｉｎｇ ｔｏ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｂｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎ— ｅｅ［Ｊ］．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１２，４２１（２）：３８５－－３９０． １．６ １ ５ —１．０ —０．５ ０ ０．５ １．０ １．５ ［２］“Ｙ，“ｕ Ｘ，Ｌｉｎ Ｚ．Ｒｅｎｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｕｒ． ｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｙｃｏｔｏｘｉｎｓ （ａ）ｙ１方向 （ａ）Ｙ１ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ２．４ ２ ２ ｉｎ ｆｏｏｄｓｔｕｆｆｓ［Ｊ］．Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｙ，ｒ２０１２，１３２（３）：１５４９－－１５５４． ［３］０ｕ Ｈ Ｃ，Ｌｕｏ Ｚ Ｆ，Ｊｉａｎｇ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｉｎｈｉｂｉｔｉｖｅ ｉｍｍｕｎｏａｓｓａｙ ｏｒ ｅｓｔｆｒａｄｉｏｌ ｕｓｉｎｇ ｓｕＩ￣＇ａｅｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ ｏｎｌｉｎｅ ｉｎ． ２ ２ ０ ｔｕｂｅ ＳＰＭＥ［Ｊ］．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００９，４２（１７）：２７５８—２７７３． １．６ —［４］杨一Ｉ．０—０．５ ０ ０ ５ ｌ ０ １．５ 军，黄小玲，张丽果，等．一种小型ＳＰＲ生物传感检测装 ｉ．５置的研制［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１１，３２（７）：１５７８－－１５８４． ［５］ Ｇａｓｐａｒ Ａ，Ｇｏｍｅｚ Ｆ Ａ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ ｕｌｔｒａ－ｌｏｗ ｖｏｌｕｍｅ ｆｌｏｗ ｃｅｌｌ ｏｒ ｓｕＩｆｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄ ｃａ． （ｂ）ｙ２方向 （ｂ）ｙ２ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ２ ５ ｐｉｌｌａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｏｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，２０１２，３３（１２）： ２．０ １７２３－－１７２８． １．５ １．０ ０ ５ １．５ —１ ０ ［６］Ｓｈｅｐｐａｒｄ Ｇ，Ｏｓｅｋｉ Ｔ，Ｂａｂａ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｉｏｌｅｎｅ—ｂａｓｅｄ ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｌｆｏｗ ｃｅｌｌｓ ｆｏｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．Ｂｉｏｍｉｃｒｏ— —０ ５ ０ ０．５ １ ０ １ ５ ｌｆｕｉｄｉｃｓ，２０１１，５（２）：０２６５０１． （Ｃ） 。方向 ｆｃ１ １ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ２・５ — ［７］Ｈｉｒｏｎｏ Ｔ，Ａｒｉｍｏｔｏ Ｈ，Ｏｋａｗａ Ｓ．Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｉｍａｇｅ ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ ｓｉｚｅｓ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｅｌｌｓ ｆｌｏｗｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ－ＰＩＶ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，１９（２）：０２５４０１． 娄 ２。０ 呈１．５ ｏ ０ ５ ［８］ Ｇｌａｔｚｅｌ Ｔ，Ｌｉｔｔｅｒｓｔ Ｃ，Ｃｕｐｅｌｌｉ Ｃ．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｆｌｕｉｄ ｄｙｎａｍｉｃ． ｓ（ＣＦＤ）ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏｏｌｓ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ａｐｐｌｉｅａｔｉｏｎｓ－－Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕ— 一ｌ ０ －０．５ ０ ０ ５ １．０ １．５ １． ｄｙ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ＆Ｆｌｕｉｄｓ，２００８，３７（３）：２１８－－２３５． ［９］ Ｙａｎｇ Ｊ，ＩＪｉ Ｃ Ｗ，Ｙａｎｇ Ｍ Ｓ．Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｌｌ ｄｏｃ— ｋｉｎｇ ｉｎ ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄａｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］． Ｌａｂ Ｃｈｉｐ，２００４，４（１）：５３－５９． ｙ／ｍｍ （ｄ） ：方向 ｆｄ１ Ｘ２ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ 图７不同微柱分布对流场的影响 Ｆｉｇ ７ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｐｉｌｌａｒ ｏｎ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ［１０］ｒａｎｇ Ｍ Ｓ，Ｙａｎｇ Ｊ，Ｌｉ Ｃ Ｗ，ｅｔ ａ１．Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｇｒａ— ｄｉｅｎｔ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｆｌｏｗ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｕｓｉｖｅ ｍｉｘｉｎｇ ｉｎ ａ ｍｉ— 中设立适当长度的过渡段，有利于改善流体流场的均匀分 ｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｃｈｉｐ［Ｊ］．Ｌａｂ Ｃｈｉｐ，２００２，２（３）：１５８－－１６３． 布；在梭状流通池中添加微结构阵列扰流后，流场均匀性一 定程度上得到改善。这一结果对ＳＰＲ传感器阵列检测中流 通池阵列的设计有重要指导作用。 作者简介： 张晓娟（１９８７一），女，四川Ｉ洪雅人，硕士研究生，主要研究方向 微流控方法及生物传感器。 ＼ ； ｔ声 ） （上接第８２页） 时间误差传递模型。本文以５Ｏ ｓ的同步精度需求设计为 例，采用理论分析和实验验证相结合的方式对时间管理模 型进行了验证，结果表明：本文采用的时间管理方法和误差 出版社，２００９． ［３］ ＧＪＢ ２８９Ａ～１９９７数字式时分制指令／响应型多路传输数据总 线［ｓ］． ［４］ ＧＪＢ ２９９４－１９９７航天器数据系统时间码格式［Ｓ］． ［５］谭维炽，顾莹琦．空间数据系统［Ｍ］．北京：中国科学技术出 版社，２００４． 模型能够满足遥感卫星高精度时间同步的设计和分析需 求，为遥感卫星星上时间管理的方法选取和方案设计提供 了便利的条件。 参考文献： ［１］ ｃａＨａｍ Ｗ Ｇ，Ｇｏｏｄｍａｎ Ｒ Ｓ，Ｍａｊｅｗｓｋｉ Ｒ Ｍ．Ｓｐｏｔｌｉｇｈｔ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｄａｒ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ［Ｍ］．Ｂｏｓｔｏｎ，Ｌｏｎｄｏｎ： Ａｒｔｅｃｈ Ｈｏｕｓｅ，１９９５：３５７－－４９６． ［６］李新贝，谭超，高山，等．星上ＲＳ１２２接口电路的建模与 仿真［Ｊ］．航天器工程，２０１１，２０（１）：１０９－－１１３． ［７］Ｇａｒｄｎｅｒ Ｆ Ｍ．Ｐｈａｓｅｌｏｅｋ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｍ］，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｗｉｌｅｙ＆ Ｓｏｎｓ，２００５． 作者简介： 田贺祥（１９８１一）男，河北保定人，博士研究生，主要研究方向 为遥感卫星数据系统与综合电子技术。 ［２］ 谭维炽，胡金刚．航天器系统工程［Ｍ］．北京：中国科学技术