[發明專利]一種微流控芯片內部微流道的親水性改性方法

有效

• 申請號: 201711446331.8
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108080045B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 馮昌喜;張文杰
• 申請（專利權）人: 北京百奧芯科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 李芙蓉;馮建基

本發明涉及一種新的微流控芯片內部微流道的親水性改性方法。所述方法采用低溫低壓等離子體通過真空度反復高低切換的方式進行處理，能夠解決現有化學試劑處理微流控芯片內部通道而引入的試劑污染問題，排除第三種物質對于生物領域的應用研究帶來的影響；對于整個芯片內部的微流道結構處理更加充分；對環境和操作人員更加友好；并且提高制備效率，降低芯片制造成本。

技術領域

本發明涉及微流控芯片技術領域，具體涉及一種微流控芯片內部微流道的親水性改性方法。

背景技術

微流控芯片技術(Microfluidics)是把生物、化學、醫學等學科領域分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。由于它在生物、化學、醫學等領域的巨大潛力，已經發展成為一個生物、化學、醫學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領域。

為了匹配適應在微流控芯片上進行分離、分析等各種操作的物質的種類，提高分析物的處理效率，擴展微流控芯片的應用范圍，通常會對微流控芯片內部微流道表面進行適當的修飾及改性，以有效控制電滲流(EOF)的大小，改善微流控芯片微流道表面的親水性能，減小目標分子在微流控芯片微流道表面的非特異性吸附，從而獲得更準確的分析物處理結果。

目前的微流控芯片的親水改性技術大多采用化學試劑的方式進行，一方面是在芯片鍵合前通過化學試劑處理芯片并且烘干后再進行鍵合，然而這種方式通常會影響后續的鍵合強度；另一方面是將鍵合完成后的芯片再通過化學試劑處理來實現。但是，采用化學試劑來處理芯片都會存在這樣的問題，即通過化學試劑處理通常無法將整個芯片內部的微流道結構處理充分，對于芯片內部幾個微米等極其微小的結構區域，由于化學試劑液體張力等原因，經常會出現處理不到的情況。

此外，化學試劑本身是除芯片和處理目標以外的第三種物質，在很多生物應用領域的相容性不佳。

通過化學試劑來處理生物微流控芯片還存在下列問題：化學試劑對于微流道的親水改性在處理完成后需要進行烘干處理，由于液體封閉在芯片內部的微流道內，所以烘干時間很長，整個芯片制備效率降低。

此外，化學試劑的使用會造成環境的污染，并且對于操作人員也存在安全隱患；化學試劑處理后的污水排放產生麻煩，且增加了整個芯片制備的成本。

發明內容

本發明采用一種新的微流控芯片內部微流道的親水性改性方法來解決前面采用化學試劑方式遇到的問題。所述方法能夠解決現有化學試劑處理微流控芯片內部通道而引入的試劑污染問題，排除第三種物質對于生物領域的應用研究帶來的影響；對于整個芯片內部的微流道結構處理更加充分；對環境和操作人員更加友好；并且提高制備效率，降低芯片制造成本。

為實現上述目的，本發明的技術方案為一種微流控芯片內部微流道的親水性改性方法，所述方法包括，對熱鍵合完成的微流控芯片進行低溫低壓等離子體處理，其中所述低溫低壓等離子體處理采用真空度反復高低切換的方式進行。

進一步的，所述真空度反復高低切換在40-100mTorr之間進行。

進一步的，所述低溫低壓等離子體處理包括以下工藝步驟：

(1)將熱鍵合完成的微流控芯片放入等離子艙室中，關閉艙門，將艙室內的真空度抽到14-16mTorr；

(2)采用N₂O和CH₄作為工藝氣體，N₂O流量為26-30sccm，CH₄流量為6-8sccm；設置等離子功率為80W；并將N₂O和CH₄的氣體出口壓力均控制在0.8-1.1Bar；

(3)使N₂O和CH₄氣體進入等離子艙室中，將艙室內的真空度穩定在85-95mTorr，持續50-65s；