[發明專利]三維聚焦流合成液滴微流控芯片及其制作方法

在審

• 申請號: 201710359057.4
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107126987A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 錢翔;吳艷;王曉浩;張旻;董瑛
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司44223
• 代理人: 王震宇

1.三維聚焦流合成液滴微流控芯片，其特征在于,包含連續相層和離散相層；所述連續相層包含連續相流道(502)、連續相儲液池(503)、防堵塞陣列結構(507)、流體輸出流道(505)和流體輸出口(506)，所述離散相層包含離散相流道(501)、離散相儲液池(504)和收縮口(508)；所述連續相流道(502)從連續相儲液池(503)開始，經過所述防堵塞陣列結構(507)后形成一條流道，在中途分成兩條連續相流道(502)，對稱分布于所述離散相流道(501)兩側，并且最終在所述離散相流道(501)出口處相交相通，連續相流體以360°對稱擠壓離散相流體使離散相流體形成聚焦流，流經所述收縮口(508)后進入所述流體輸出流道(505)；所述收縮口(508)的寬度小于所述離散相流道(501)的寬度以形成聚焦流動；所述連續相流道(502)的深度大于所述離散相流道(501)和所述收縮口(508)的深度，且所述離散相流道(501)出口在橫向和深度方向上位于所述連續相流道(502)的中間位置，形成三維立體結構。

2.如權利要求1所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片，其特征在于,所述微流控芯片所用材料是高聚物聚二甲基硅氧烷即PDMS，所述微流控芯片由上下兩片PDMS鍵合形成，且兩片PDMS都包含有相同鏡像對稱的流道結構。

3.如權利要求1所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片，其特征在于,所述離散相流道(501)與所述連續相流道(502)相交處的夾角為90°。

4.如權利要求1所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片，其特征在于,所述連續相層和所述離散相層直接從光刻膠形成的模具中脫模成型。

5.如權利要求1所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片，其特征在于,所述收縮口(508)的深度和所述離散相流道(501)的深度相同。

6.一種制作權利要求1至5任一項所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片的制作方法，其特征在于,包括以下步驟：

使用離散相層掩膜版和連續相層掩膜版進行模具制作；

其中，所述連續相層掩膜版的透光區域定義連續相流道(502)、連續相儲液池(503)、防堵塞陣列結構(507)、流體輸出流道(505)和流體輸出口(506)的圖形；所述離散相層掩膜版的透光區域定義離散相流道(501)、離散相儲液池(504)和收縮口(508)的圖形；

模具制作過程中，在硅基片上甩最底層光刻膠后，通過所述離散相層掩膜版對最底層光刻膠曝光；再在硅基片上甩上層光刻膠后，通過所述連續相層掩膜版對上層光刻膠曝光，顯影后形成離散相層和連續相層，由此得到以硅基片為襯底的模具；

然后，使用模具分別成型出兩片鏡像對稱的PDMS；

再后，將兩片鏡像對稱的PDMS鍵合形成一塊完整的三維聚焦流合成液滴微流控芯片。

7.如權利要求6所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片的制作方法，其特征在于,所述離散相層掩膜版和所述連續相層掩膜版均含有對齊結構，用于曝光時將光刻膠形成的已有結構與在后使用的掩膜版對齊。

8.如權利要求6或7所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片的制作方法，其特征在于,用于成型兩片PDMS的PDMS聚合物的基液與固化劑的比例不同。

9.如權利要求8所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片的制作方法，其特征在于,基液與固化劑以1:10和1:15兩種比例混合，兩種混合比例分別用于成型上下兩片PDMS。

10.如權利要求6至9任一項所述的三維聚焦流合成液滴微流控芯片的制作方法，其特征在于,所述光刻膠采用SU-8膠。