[發明專利]一種微流控芯片裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 201410306300.2
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN105277724B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 張洪波;趙瑞軍;楊可;章文俊
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發明提供一種微流控芯片裝置及其制備方法，所述微流控芯片裝置包括微流控系統和芯片夾具。本發明的微流控芯片裝置及其制備方法，利用3D打印技術結合軟刻蝕法及特殊設置的芯片夾具，提出了一種高效快速又低成本的微流控芯片裝置。本發明的微流控芯片裝置既具有非常好的微流控結構，又能靈活拆卸，便于使用和清洗，克服了傳統制造方法中因不可逆地密封而產生的樣品取出不方便及無法重復使用的技術問題。

技術領域

本發明涉及微流控芯片技術，具體而言是一種微流控芯片裝置及其制備方法。

背景技術

微流控芯片系統在化工、能源、環境及醫療等領域越來越受到人們的關注。微流控芯片可以通過對流質的操控，實現微分析、混合或分離等功能。近年來，微流控芯片的研究和發展，在醫學領域不僅實現了快速，價廉的生物化學分析，而且也有助于藥物篩選、醫學診斷和組織修復與再生。微流控裝置具有微米或納米結構并包含微流道網絡，能夠非常精確地實現對流體的控制。同時大大減少了試劑的消耗量，具有快速反應，和高產量分析的能力；同時作為組織與細胞的三維動態培養環境，可以通過微流控系統對營養物質濃度等調控，獲取模擬體內的細胞生長環境及新藥刷選。

目前主流的微流道系統的制作方法多為軟光刻技術，所使用的光刻機、鍍膜機、離子鍵合機等高精度的設備往往都比較昂貴，而利用SU-8負光刻膠制作陽模的過程又過于復雜。同時，使用離子鍵合機進行不可逆轉的芯片鍵合，使得制得的芯片一旦造成內部流道堵塞，清洗困難，甚至不能再繼續使用，這不僅增加了實驗的成本、還存在殘次品率高的風險。

因此，我們需要一種新的微流控芯片裝置及其制備方法，既可以高效快速地制備微流控芯片，改變現有微流控芯片的封裝技術，實現樣品重復取出，并能降低制作成本和維護成本。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提出一種微流控芯片裝置及其制備方法，利用3D打印技術制備出微流控系統的模具，然后在模具上澆筑微流控系統的材料，待固化脫模后即可獲得微流控系統；再配合特殊設計的夾具，使制得的微流控芯片裝置既具有非常好的微流控結構，又能靈活拆卸，便于樣品取出和清洗。

為了達到上述目的，本發明提供一種微流控芯片裝置，所述微流控芯片裝置包括微流控系統和夾具；所述微流控系統由結構層和底層組成，所述夾具由通過螺栓連接的夾具上層和下層組成；其中，所述夾具下層具有凹槽，所述微流控系統可以夾設于所述夾具上層和下層之間，有利于夾緊密封，并通過所述螺栓緊固。在本發明中，所述微流控系統的結構層利用3D打印結合軟刻蝕方法制備,可具有復雜的三維結構，可用于作為培養細胞組織的支撐結構及改變微流道內流動特征的功能，如減少流動剪切力。并且，所述夾具下層的凹槽也可根據需要而具有復雜結構，使所述微流控系統可以夾緊并密封夾設于所述夾具上層和下層之間。

在本發明一實施例中，所述微流控系統的底層為平板，所述夾具上層和下層也均為平板。

在本發明一實施例中，在所述夾具上層上設置有兩個穿孔，使外部管道穿過所述穿孔與所述微流控系統的系統出入端流體連接。

在本發明一實施例中，所述微流控系統的材料為聚二甲基硅氧烷。

在本發明一實施例中，所述芯片夾具的材料為聚甲基丙烯酸甲酯。

本發明還提供一種上述微流控芯片裝置的制備方法，所述制備方法是先以3D打印技術制得微流控系統的模具，然后在模具上澆筑微流控系統的材料，待固化后脫模，獲得微流控系統的結構層；將微流控系統的結構層與底層相結合，并夾設于一夾具的上層和下層之間，再通過螺栓緊固密封后，即獲得微流控芯片裝置。

在本發明一實施例中，所述微流控系統的材料為聚二甲基硅氧烷。

在本發明一實施例中，所述微流控系統的模具的材料為硅橡膠。

在本發明一較優實施例中，所述制備方法具體包括以下步驟：

(1) 模具打印