[發明專利]一種微/納升定量進樣的微流控芯片及其制備方法

無效

• 申請號: 201210587073.6
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103041879A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 葉嘉明;王曉東;沙俊;聶富強
• 申請（專利權）人: 蘇州汶顥芯片科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N35/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種微/納升定量進樣的微流控芯片及其制備方法，該微流控芯片表面有微通道和微結構，原位制備了兩個電滲泵，施加電場后，依靠電滲流的作用，實現定量進樣和驅動功能，微流控芯片上雙泵合一，從而實現對微/納升級別的微流體溶液的定量進樣，主要應用于生物測定、相變反應、多組分反應等相關領域。

背景技術

微流控分析芯片作為一種新型的分析平臺具有微型化、自動化、集成化、便捷和快速等優點，已經在很多領域獲得了廣泛的應用，例如細胞生物學、分析化學、環境監測與保護、司法鑒定和藥物合成篩選。在微流控分析芯片中，微流體的定量進樣是樣品處理和分析的關鍵，例如生物測定、相變反應、多組分反應中就需要這樣的操作，這是由于微流控分析芯片的特點就要對微觀尺度下的微流體進行操作和控制，而作為操作和控制對象的流體量又極其微小，導致微流體的流動特性與宏觀有很大的不同，在宏觀尺度下可以忽略的現象在微觀尺度下成為流體流動的主要影響因素。近年來，在微流控分析芯片上如何實現對微流體的定量進樣，已經成為微流控分析芯片技術中的研究難題和熱點。

對微流控芯片中微流體的定量進樣可通過微泵實現。近年來，隨著微流控技術的發展和成熟，研發了很多方法和器件，在一定程度上實現了對微流控芯片中微流體的驅動和控制，同時也存在一些局限性。在微泵研究方面，包括機械微泵和非機械微泵。例如，壓力泵(機械或注射泵)操作簡單、容易實現、成本低廉，但不易在芯片上實現小型化。熱氣動力微泵制動機理簡單、條件要求低、適合批量生產，但由于熱延遲，制動頻率較低。靜電微泵的特點是制動頻率高、結構簡單，但制動力較低。電磁微泵具有較大的制動力，工作電壓低，但體積上沒有優勢。電流體動力微泵結構簡單、容易加工、成本低，但對液流的介電性質要求苛刻。

然而，常規的進樣技術很難在微通道中完成對微流體的定量進樣，電滲驅動是目前微流控分析芯片中使用最廣的微流體驅動和控制技術，具有流速平穩、無脈沖、可實現無閥的液流切換。發展一種便捷、快速、高效、低成本的微流體定量進樣技術，尤其是電滲泵定量進樣應是微流控芯片上微泵的研究方向之一，目前尚未有實質性的突破。

發明內容

本發明的目的是提供了一種微/納升定量進樣的微流控芯片及其制備方法，該微流控芯片表面有微通道和微結構，原位制備了兩個電滲泵，施加電場后，依靠電滲流的作用，實現定量進樣和驅動功能，微流控芯片上雙泵合一，從而實現對微/納升級別的微流體溶液的定量進樣，主要應用于生物測定、相變反應、多組分反應等相關領域。

為實現上述目的，本發明采用以下的操作步驟：

(1)用計算機輔助設計軟件設計和繪制微流控芯片中各層芯片的微結構和微通道圖形。

(2)通過微加工技術在各層微流控芯片基材表面和粘性薄膜上加工所需的微結構和微通道，包括電滲泵微通道、進樣孔、樣品通道和出樣孔。

(3)將普通毛細管埋入電滲泵微通道，用環氧樹脂進行固定與密封。

(4)利用雙層粘性薄膜，將各層微流控芯片對齊、粘合、加壓封合，組成定量進樣的微流控芯片。

本發明中，微/納升定量進樣的微流控芯片的基材可以是PMMA、PC、PVC、COC、銅、鋁、不銹鋼、硅片、玻璃圓片，也可是市售的各類普通CD光盤。

本發明中，微/納升定量進樣的微流控芯片的微流控芯片和粘性薄膜的微結構和微通道可以通過數控銑刻、激光刻蝕、LIGA技術、模塑法、熱壓法、化學腐蝕制備，也可用軟刻蝕技術制備。

本發明中，微/納升定量進樣的微流控芯片是由兩層芯片組成，各層芯片之間用粘性薄膜貼合，粘性薄膜可以是雙層力致粘性薄膜，也可是普通雙面膠薄膜。

本發明中，微/納升定量進樣的微流控芯片的微通道的微/納結構是由電滲泵微通道和進樣微通道兩部分組成。

本發明中，微/納升定量進樣的微流控芯片的微通道的電滲泵包括進樣電滲泵和驅動電滲泵兩個部分，第一部分實現定量進樣，第二部分實現樣品驅動。

本發明提出的一種微/納升定量進樣的微流控芯片及其制備方法，操作簡單、實現了微流體溶液的微/納升級別的定量進樣，極大降低了微流體溶液定量進樣的成本，具有便攜、經濟、快速、高效的特點，在生物測定、相變反應、多組分反應等相關領域中具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1.一種微/納升定量進樣的微流控芯片的結構示意圖。

a.驅動泵，b.進樣泵，c.溶液緩沖孔，d.樣品通道，e.溶液出口。

具體實施方案

實施例1