[發明專利]多功能集成離心式微流控芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 201010230076.5
• 申請日: 2010-07-19
• 公開（公告）號: CN101907629A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 吳一輝;張平;鄧永波;黎海文;郝鵬;劉震宇;胡亮紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及用于血液檢測的多功能集成離心式微流控芯片，特別是一種適用于生物檢測中對微量液體操作和檢測的芯片。

背景技術

目前，微流控芯片是當前微全分析系統發展的熱點領域，是微流控技術實現的主要平臺。其裝置特征主要是其容納流體的有效結構(微通道、微閥、反應腔和其它功能部件)尺寸在微米量級。由于微米級的結構，流體在其中顯示和產生了與宏觀尺度不同的特殊性能，因此發展出獨特的分析性能。其產生的應用目的是實現微全分析系統的終極目標——芯片實驗室。目前，微流控芯片發展的重點應用領域是生命科學領域。微流控芯片技術與傳統的儀器檢測方法相比具有高通量、微型化、自動化、成本低、防污染等優點。微流控芯片分為主動式和被動式兩種。被動式芯片主要是由高密度分子微陣列構成，包括DNA芯片、肽芯片等，已在基因結構與功能研究中得到應用，也是目前最普遍的生物芯片。但這類芯片存在操作復雜、探針合成工作量大、成本高昂、單塊芯片功能較單一等缺點。而主動式芯片則是以各種結構微陣列為基礎，在芯片的構建和應用中引入了外力場的作用，從而使細胞分離、化學反應等過程及生物信息的檢測與分析自動在片上高效、快速地進行。與前者相比，主動式芯片在結構和功能上比較獨特，能夠實現芯片實驗室、過程集成的功能，其發展和研究引人注目。在芯片上引入了外力場的作用的方法之一是采用微泵為液體流動提供驅動源，但微泵存在芯片上集成困難的缺點。而在離心式微流控芯片上，離心力可以實現微流動的驅動，從而有效地避免了微泵集成帶來的困難。微流控芯片要求實現各微流控單元(微通道、微閥和液體儲存腔)和對應功能的集成。目前的微流控芯片多存在功能非常有限，集成度低的問題；并且結構復雜，導致加工工藝復雜，工藝兼容性差，使得微流控芯片集成的難度增大。

發明內容

本發明為解決現有微流控芯片存在功能單一、集成度低，并且結構復雜，導致加工過程復雜，兼容性差的問題，提供一種多功能集成離心式微流控芯片及其制作方法。

多功能集成離心式微流控芯片，由PDMS基片和硬質聚合物PC片構成，所述硬質聚合物PC片貼置在PDMS基片表面，所述PDMS基片上的凹槽結構包括進樣口、分離腔、第一微閥、第一微通道、第二微通道、第一通氣孔、廢液腔、第二通氣孔、第二微閥、第三微閥、第四微閥、第三通氣孔、試劑進樣口、試劑定量腔、第三微通道、第五微閥、第四微通道、第四通氣孔、試劑廢液腔、微混合器、第六通氣孔、混合腔和圓孔；

所述進樣口與分離腔的連通處設置第一微閥，所述分離腔的兩側分別與第一微通道的一端和第二微通道的一端連通，第一通氣孔與第二微通道設置在分離腔的同一側；

所述第一微通道的另一端與廢液腔連通，所述廢液腔上設置第二通氣孔；

所述第二微通道的側邊與第三微通道的一端連通，在連通處設置第二微閥；所述第二微通道的另一側邊設置第四微閥，所述第四微閥上設置第三通氣孔；所述第二微通道的一端與微混合器的一端連通，在連通處設置第三微閥；

所述第三微通道的另一端與試劑定量腔的出口端連通，第三微通道的側邊與第四微通道的一端連通，在連通處設置第五微閥，所述第四微通道上設置第四通氣孔；所述試劑定量腔的入口端與試劑進樣口連通，試劑定量腔的溢出端與試劑廢液腔連通；

所述微混合器的另一端與混合腔入口端連通，所述混合腔設置的第六通氣孔的位置與混合腔的入口端對應，所述混合腔的中央位置與硬質聚合物PC片上設置的圓孔對準；圓孔上連接微泵，微泵內設置光纖消逝波傳感器；所述微混合器由錐度方向相反的主微通道和輔微通道層疊而成；

所述分離腔、試劑定量腔、廢液腔、試劑定量腔、試劑廢液腔、第一微閥、第一微通道和第三微通道的深度相同且小于第四微通道的深度，所述分離腔、試劑定量腔、廢液腔、試劑定量腔、試劑廢液腔、第一微閥、第一微通道和第三微通道的深度大于第二微通道的深度。

多功能集成離心式微流控芯片的制作方法，該方法由以下步驟實現：