[發明專利]一種微流控芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 201310571537.9
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103586093A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 梁福鵬;陸祖宏;封海清;涂景
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張學彪

技術領域

本發明屬于生物芯片技術領域，具體涉及一種微流控芯片制作方法。

背景技術

微型全分析系統（Miniaturized?Total?Analysis?Systems,μTAS）是當今世界前沿的科技研究領域之一，其目的是通過化學分析設備的微型化和集成化，最大限度地把分析實驗室的功能集成到便攜的分析設備中，甚至集成到方寸大小的芯片上，即“Lab?on?a?chip”。微流控芯片是μTAS當前最活躍的研究方向之一，以微通道網絡及眾多分析功能元件的集成化為其結構特征，不僅使樣品和試劑的消耗顯著下降，而且具有高效、高速、高通量的分析能力。微流控芯片主要應用于生物、醫學、食品安全、環保、化學分析等領域。

現有的微流控芯片制作方法，一般是先在基片（基片即芯片的基板）上制作流道和打孔（所打的孔作為蓄液池或者作為芯片連接外部部件的接口），然后將基片與平整的蓋板鍵合（主要分為化學鍵合和物理鍵合），從而形成封閉的流道，這種制作方法很難制作高精度的納米尺度的流道、也很難在同一塊芯片內制作同時包含納米尺度和微米尺度的流道，并且制作成本非常高和成品率極低。其主要原因為基片和蓋板并不是絕對平整的，在納米尺度上可能是不平整的，現有鍵合工藝不能保證基片與蓋板在納米尺度上的充分貼合，從而使流道形狀和密閉性存在明顯缺陷；在鍵合過程中需要施加壓力，基片和蓋板會發生變形，可能導致納米尺度的流道被破壞，或者鍵合過程中需要進行化學處理，也可能導致納米尺度的流道被破壞，或者鍵合過程中需要使用粘合劑，同樣也可能導致納米尺度的流道被破壞；當需要在微流控芯片上集成電極時，往往需要通過復雜的工藝才能集成高精度的電極。現有技術，例如申請號為201010614403.7、名稱為“一種納流控芯片及基于AFM的加工方法和應用”，申請號為200810060845.4、名稱為“微—納流控芯片的二維納米通道的制備方法”，申請號為“201210558821.8”、名稱為“一種利用倒置熒光顯微鏡制造微納流控芯片的方法”，這些中國專利申請，都不能解決上述問題。

因此，需要一種新的微流控芯片制作方法以解決上述問題。

發明內容

本發明針對現有技術中微流控芯片制作的缺陷，提供一種可制作微米和納米尺度流道的微流控芯片。

為解決上述技術問題，本發明的微流控芯片所采用的技術方案為：

???????一種微流控芯片，其特征在于，包括基片、包裹層、隔離層和流道，所述基片上設置有犧牲層，所述犧牲層上設置有貫通所述犧牲層并深入所述基片內部的溝道，所述犧牲層上覆蓋所述包裹層，所述溝道內設置有所述隔離層，所述隔離層將所述犧牲層劃分成不同的區域，所述基片和/或包裹層上設置有連通外界和所述犧牲層的通道，所述犧牲層被腐蝕、被溶解或在熔化的狀態下被去除后得到所述流道。

更進一步的，還包括功能結構，所述隔離層包圍的一部分未被腐蝕、未被溶解和在熔化的狀態下未被去除的所述犧牲層形成功能結構。方便在產生流道的同時，產生其它的功能結構，其中，功能結構可以為電極。

更進一步的，還包括支撐結構，所述隔離層包圍的一部分未被腐蝕、未被溶解和在熔化的狀態下未被去除的所述犧牲層為支撐結構。方便在產生流道的同時，產生支撐結構。

更進一步的，所述犧牲層為導電材料或可溶性材料。同時通過選擇性地保留特定區域的犧牲層，可以產生導電性功能結構；導電性功能結構是指在使用芯片的過程中，用于連接芯片外部的電路，電極是常用的導電性功能結構。可溶性材料為可被溶劑溶解的材料，特定的材料有與之相應的特定溶劑（例如聚乙二醇作為犧牲層材料，水就是聚乙二醇的溶劑）。

更進一步的，所述犧牲層通過鍍膜或旋轉涂覆的方式設置在所述基片上。使用鍍膜方式方便產生厚度可控的犧牲層，從而控制流道的深度。還可在同一塊基片上生成不同厚度區域的犧牲層，從而在同一塊芯片上產生不同深度的流道，并且流道的內表面光滑，流道對流體的阻力小。犧牲層通過旋轉涂敷的方式生成：將基片固定在甩膠機上，在基片上添加犧牲層材料的溶液或液態犧牲層材料，利用旋轉產生的離心力將犧牲層材料的溶液或液態犧牲層材料均勻涂布在基片上，然后將溶液內的溶劑去除（例如通過蒸發的方式去除）或將液態犧牲層材料固化，然后就形成固態的犧牲層。

更進一步的，所述犧牲層通過多次鍍膜或旋轉涂覆的方式生成。方便在犧牲層上產生不同厚度的區域。可以根據需要在不同區域產生所需的厚度。

更進一步的，所述溝道通過刻蝕或雕刻的方式生成。