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半填充微气相色谱柱芯片

[导读]基于微机电系统( MEMS) 技术设计制造了新型半填充微气相色谱柱( μGCC) 芯片,芯片的微沟道内设计有排列整齐的椭圆微柱阵列。与现有半填充μGCC 相比,新型μGCC 的微沟道具有更大的表面积和更均匀的流速场分布,对芯片分离度和柱效的提高起着至关重要的作用。

气相色谱技术有着广泛的应用,传统的商业气相色谱仪一般只能在固定场所使用。进入21 世纪,为了适应多变的检测要求和环境,气相色谱仪微型化已成为了必然趋势,其中,微气相色谱柱芯片( μGCC) 的设计与制造成为了首要的、亟待解决的问题。深反应离子刻蚀技术的应用提高了μGCC芯片的高深宽比,由此显著提高了芯片的分离性能。为了进一步提高μGCC 的柱容量和柱效,弗吉尼亚理工大学的Ali 团队和中科院电子学研究所的孙建海团队分别设计制造了沟道内带有规则排列方微柱和圆微柱结构的半填充μGCC 芯片,这类芯片具有较大的比表面积和较低的柱压降,能够实现对混合气体组分快速且高效的分离。流体对方微柱边角的浸润程度较差,会影响沟道内固定相涂覆的均匀性,进而降低芯片的柱效并发生“峰展宽”和“峰拖尾”。圆微柱不存在边角结构,流体对其浸润度较好,但规则排列的圆微柱阵列流场分布不均匀,无法保证固定相薄膜的均匀一致性。


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