[發明專利]一種微流控紙芯片制造裝置及方法

有效

• 申請號: 201410717320.9
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104475178A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 賀永;吳文斌;傅建中
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及微流控芯片技術領域，尤其是涉及一種微流控紙芯片制造裝置及方法。

背景技術

微流控紙芯片是一種新興的微流控分析技術平臺，具有成本低、加工簡易、使用和攜帶方便等優點，在臨床診斷、食品質量控制和環境監測等應用領域具有很大的應用前景。這種技術采用紙張作為基底替代硅、玻璃、高聚物等材料，通過各種加工技術，在紙上加工出具有一定結構的親疏水的微細通道網絡和相關的分析器件。這種分析器件被稱為紙上微型實驗室，也稱微流控紙分析器件。

由于微流控紙芯片有如此多優越的性能，眾多的科學工作者積極開發了很多種紙芯片的加工技術。包括紫外光刻、蠟印、等離子處理、噴墨打印、噴墨溶劑刻蝕、繪圖、柔印和激光光刻等技術。

公開號為CN103437240A的專利文獻公開了一種紙芯片的制備方法，包括以下步驟：A)將濾紙片在預聚液中進行浸潤，所述預聚液為預聚體和光引發劑的混合物，所述預聚體包含丙烯酸功能團或甲基丙烯酸功能團，所述光引發劑為光激發可產生苯羰基自由基的光引發劑；B)將浸潤后的濾紙片表面覆蓋有預設圖案的光刻掩模，然后置于紫外光下進行曝光；C)將曝光后的濾紙片用甲醇進行清洗，得到紙芯片。

目前現有的紙芯片加工技術有很大一部分是需要用到掩膜來獲得親疏水的通道。現有的掩膜基本有金屬掩膜和石英掩膜兩大類。這兩類掩膜的加工成本比較高，此外加工不同形式的紙芯片需要不同的掩膜來制作。這大大限制了紙芯片在科研工作中的應用，無法快速的生產出不同類型的紙芯片來滿足科研的需求。

發明內容

本發明提供了一種微流控紙芯片的制作裝置，可方便快速的制造紙芯片。具有加工快速、流道分辨率高、成本低等優點。

本發明提供了一種利用上述微流控紙芯片的制作裝置制作微流控紙芯片的方法，該方法通過紫外光線的選擇性照射，以形成親疏水微流道，操作簡單，制作效率和制作精度高。

一種微流控紙芯片制造裝置，包括：

LCD液晶屏，顯示掩膜圖案，該LCD液晶屏一側用于放置完全被UV光固膠浸潤的濾紙；

控制器，控制LCD液晶屏顯示所需的掩膜圖案；

紫外線光源，置于LCD液晶屏另一側，其產生的紫外線通過掩膜圖案的透光區域對所述濾紙進行曝光固化，形成微流道。

所述UV光固膠一般采用UV光固化樹脂。

所述LCD液晶屏為對現有的LCD液晶屏進行改裝處理，使之獲得選擇性透光的功能，其選擇性透光的圖案由計算機控制。處理步驟為先去除LCD液晶屏后部的金屬底板，然后去除底部的LED燈，留下可選擇性透光的部分即可。

所述控制器可采用控制芯片或者計算機；

作為優選，所述LCD液晶屏一側設有增透膜，所述濾紙置于該增透膜上。采用該技術方案，能夠提高曝光固化精度。

作為優選，所述紫外線光源為紫外線LED燈。采用紫外線LED燈，安裝簡單，制作成本低。

作為優選，所述微流控紙芯片制造裝置還包括：

凸透鏡，設置在紫外線光源與LCD液晶屏之間，用于對紫外線光源產生的紫外光進行發散；

菲涅爾鏡，設置LCD液晶屏與凸透鏡之間，用于將凸透鏡發散后的紫外光聚攏變成平行光照射到LCD液晶屏上。

凸透鏡和菲涅爾鏡的設置，保證紫外光線均勻的照射在LCD液晶屏上，通過透光區域進一步照射在被UV光固膠浸潤的濾紙上，實現對濾紙的均勻曝光，保證了微流控紙芯片的整體質量。同時，通過凸透鏡和菲涅爾鏡安裝位置的調整，可適于不同大小微流控紙芯片的制作。

作為優選，所述微流控紙芯片制造裝置還包括：對所述紫外線LED燈進行冷卻的冷卻系統。由于紫外線LED燈的功率較高，產熱較多，需要對紫外線LED燈進行冷卻。冷卻系統的設置，保證了紫外線LED燈的工作性能，提高了使用壽命。所述冷卻系統可采用多種冷卻系統，例如可采用水冷系統。

一種上述裝置制造微流控紙芯片的方法，包括：

(1)利用UV光固膠，將制作微流控紙芯片用濾紙浸潤均勻；保證濾紙完全浸潤；

(2)將浸潤后的濾紙置于LCD液晶屏一側；

(3)通過控制器控制LCD液晶屏顯示動態掩膜圖案；

(4)利用紫外線穿過LCD液晶屏上的掩膜圖案對濾紙進行選擇性曝光；

(5)將曝光后的濾紙清洗，將濾紙上液態的UV光固膠去除，烘干得到微流控紙芯片。