[發(fā)明專利]液流傳輸方式特異的廉價(jià)的霍亂診斷用微流控裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610065401.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN106990239A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李榕生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李榕生
• 主分類號(hào): G01N33/569
• 分類號(hào): G01N33/569
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液流傳輸方式特異的廉價(jià)的霍亂診斷用微流控裝置，屬于分析測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)

相關(guān)多通道微流控霍亂診斷技術(shù)背景，可以參見CN 200910150930.4等發(fā)明專利申請(qǐng)案。

僅就微流控技術(shù)其本身的整體概貌而言，可以參見著名微流控專家林炳承先生不久前出的專著“圖解微流控芯片實(shí)驗(yàn)室”，該專著已經(jīng)由科學(xué)出版社出版，該專著對(duì)微流控技術(shù)的過去、現(xiàn)在，以及，未來展望等等方面，都有著詳盡的、深入到具體細(xì)節(jié)的長篇論述。

那么，下面要談?wù)劚景戈P(guān)注的重點(diǎn)問題。

微流控芯片的基本架構(gòu)，包括刻蝕有微小液流通道的基片以及與之貼合在一起的蓋片，所述基片上的微小液流通道，在裝配上蓋片之前，表觀上看就是一些微槽道，要等到在其上覆蓋了蓋片之后，才真正閉合形成所述微小液流通道，該微槽道的槽道內(nèi)表面連同包繞著該微槽道的那部分蓋片一起構(gòu)成所述的微小液流通道；那么，顯然，裝配完成了之后的該微小液流通道，它的內(nèi)表面面積的主要部分是那個(gè)微槽道的內(nèi)表面面積，換句話說，該微槽道內(nèi)表面的狀態(tài)或性質(zhì)基本上決定了該微小液流通道的整體狀態(tài)或性質(zhì)；因此說，這個(gè)構(gòu)建在基片上的微槽道的內(nèi)表面狀態(tài)或內(nèi)表面性質(zhì)是關(guān)鍵因素；原則上講，任何的能夠保持或基本保持其固體形態(tài)的材料，都能夠用來制作基片及蓋片，比如，能夠用作基片及蓋片的材料可以是單晶硅片、石英片、玻璃片、高聚物如聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等等；當(dāng)然，基片的選材和蓋片的選材可以相同，也可以不相同；從材料耗費(fèi)、制作難度以及應(yīng)用普及前景等等方面來看，這些材料之間存在不小差異，尤其是那個(gè)基片的選材，影響較大。

在各種基片制作材料中，聚二甲基硅氧烷，即PDMS，相對(duì)而言十分容易成型，在這樣的基片上制作微槽道極其簡單，并且該材料成本低廉，以該聚二甲基硅氧烷材料制作基片，在其上壓制或刻蝕微槽道，并與玻璃或聚丙烯或其它塑料片等廉價(jià)材料制作的蓋片相配合，貌似是一種比較理想的選擇；當(dāng)然，蓋片材料也可以選擇使用廉價(jià)的聚二甲基硅氧烷材料：那么，這種基片選材為聚二甲基硅氧烷材料的方案，材料極便宜，制作極簡易，看似也應(yīng)當(dāng)極易于普及、推廣。

但是，事情并非如此簡單。

其一，這個(gè)聚二甲基硅氧烷材料，即縮寫字母PDMS所指代的材料，其本身是一種強(qiáng)烈疏水的材料，在這一材料上構(gòu)建微槽道，如果不進(jìn)行針對(duì)該微槽道表面的改性操作，那么，整體裝配完成之后，即蓋上蓋片后，因結(jié)構(gòu)中的所述微槽道其內(nèi)表面占據(jù)了大部分的液流通道的內(nèi)表面，那么，該P(yáng)DMS微槽道內(nèi)表面其強(qiáng)烈的疏水特性，是決定性因素，它會(huì)使得類似于水溶液的極性液體微細(xì)液流的通過變得十分困難，其流動(dòng)阻力之大，甚至一般的微泵都難以推動(dòng)，當(dāng)然，如果蓋片也選擇使用該P(yáng)DMS材料，那么，問題基本上一樣，大同小異；因此，在現(xiàn)有技術(shù)之中，特別針對(duì)該P(yáng)DMS材料上的微槽道內(nèi)表面進(jìn)行改性修飾，是必須的操作；那么，這個(gè)針對(duì)PDMS微槽道內(nèi)表面的改性操作很麻煩嗎？那倒也不是這個(gè)問題，構(gòu)成嚴(yán)重技術(shù)困擾的，是另一個(gè)問題：這個(gè)PDMS材料基片其體相內(nèi)部的PDMS聚合物分子具有自動(dòng)向表面擴(kuò)散、遷移的特性，這種基片體相內(nèi)部PDMS聚合物分子自動(dòng)向表面擴(kuò)散、遷移的特性，將使得經(jīng)過表面改性修飾的那個(gè)微槽道其內(nèi)表面的改性之后的狀態(tài)并不能維持足夠長的時(shí)間，那個(gè)經(jīng)表面改性之后的微槽道其內(nèi)表面狀態(tài)的維持時(shí)間大致僅夠完成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部測試實(shí)驗(yàn)的時(shí)間需要；換句話說，經(jīng)過表面改性或表面修飾的該P(yáng)DMS微槽道內(nèi)表面，其改性之后或曰修飾之后所形成的表面狀態(tài)并不能持久，而是很快地自動(dòng)趨于或曰變回表面改性之前的表面狀態(tài)，在較短的時(shí)間里就回到那種原本的強(qiáng)烈疏水的表面狀態(tài)，那么，試想，這樣的微流控芯片能夠大量制作、大量儲(chǔ)存、廣泛推廣嗎，答案很明顯，那就是，不可能。這個(gè)PDMS材料上的微槽道，不做表面修飾的話，類似于水溶液的極性溶液微細(xì)液流無法泵送通過，芯片也就沒法使用；而如果做了表面修飾，又無法持久保持其修飾之后的狀態(tài)，還是同樣無法推廣應(yīng)用。

那么，如何做到既能夠利用廉價(jià)的PDMS材料來制作基片，而又能夠解除所述微槽道內(nèi)表面修飾狀態(tài)無法持久、芯片無法大量制作、大量儲(chǔ)備進(jìn)而廣泛推廣這樣一個(gè)令本領(lǐng)域眾多專業(yè)人員長期糾結(jié)的困擾，就是一個(gè)明擺著的其技術(shù)障礙不可小覷的高難度問題。

該高難度問題已經(jīng)存在很多個(gè)年頭了，迄今為止，尚未得到妥善解決。