[發明專利]測量動態光散射的微流控芯片、其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810344768.9
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108855255A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 楊克成;張翰林;王寬;張盼
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N21/49
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 王世芳;李智

1.一種測量單角度或多角度動態光散射的微流控芯片，其特征在于，其包括溶液溝道(4)、溶質注入通道(7)、溶液注入通道(8)、溶劑注入通道(9)、輸入自聚焦透鏡(5-1)、輸出自聚焦透鏡(5-2)、增透膜(3)、角度刻度盤(10)、輸入耦合光纖(1)和輸出耦合光纖(2)，其中，

溶液溝道(4)設置在微流控芯片上，溶液溝道(4)用于溶質待測量的顆粒溶液，在溶液溝道(4)一端處設置有溶液注入通道(8)、溶質注入通道(7)和溶劑注入通道(9)，以分別用于通過對應的通道輸入溶液、溶質或者溶劑，在溶液溝道(4)的兩側分別設置有輸入耦合光纖(1)和輸出耦合光纖(2)，分別對應形成光源輸入通道和散射光輸出通道，在輸入耦合光纖(1)和輸出耦合光纖(2)各自靠近溶液溝道(4)的一側分別設置有輸入自聚焦透鏡(5-1)和輸出自聚焦透鏡(5-2)，在輸出耦合光纖(2)出射端設置有增透膜(3)，增透膜(3)同時位于微流控芯片(6)上，

在微流控芯片(6)上還設置有角度刻度盤(10)，角度刻度盤(10)相對于微流控芯片(6)轉動，輸出耦合光纖(2)能隨角度刻度盤同步轉動，以調節接受散射光的角度，同時所述角度刻度盤用用于確定散射光接受的角度。

2.如權利要求1所述的一種測量單角度或多角度動態光散射的微流控芯片，其特征在于，所述散射光輸出通道的數量及角度根據實際測量需求確定，能設置任意角度和任意數量的散射光輸出通道，以用來檢測特定散射角度的散射光信息。

3.如權利要求2所述的一種測量單角度或多角度動態光散射的微流控芯片，其特征在于，光源輸入通道上的輸入自聚焦透鏡(5-1)用來聚焦、準直入射激光，使得激光以指定角度入射到溶液溝道中溶液的指定位置；

所述散射光輸出通道上的輸出自聚焦透鏡將特定角度范圍內的散射光聚焦，高效耦合進入輸出耦合光纖(2)。

4.如權利要求3所述的一種測量單角度或多角度動態光散射的微流控芯片，其特征在于，所述溶液注入通道(8)的數量可設置為多個，其能分別注入各種不同濃度溶液和溶劑，從而調控待測溶液的濃度或者成分。

5.一種測量單角度或多角度動態光散射的微流控芯片的應用，其特征在于，其包括如下步驟：

將待測顆粒溶液輸入溶液注入通道(8)，流至溶液溝道(4)，光源輸入通道中的輸入耦合光纖(1)與激光器相連，激光器提供的激光耦合進入輸入耦合光纖(1)，激光通過輸入耦合光纖(1)到達輸入自聚焦透鏡(5-1)，激光再經過輸入自聚焦透鏡(5-1)準直后射入被測顆粒溶液，經被測顆粒溶液后發生散射，進入散射光輸出通道，散射光輸出通道中的輸出耦合光纖(2)與外界光學測量系統連接，被測溶液發出的散射光通過輸出自聚焦透鏡(5-2)進入輸出耦合光纖，并沿輸出耦合光纖進入光學測量系統，從而實現對待測溶液的動態光散射的測量，最終根據動態散射光的信息獲得待測顆粒溶液的對應參數。

6.一種制備如權利要求1-4之一所述的微流控芯片的方法，其特征在于，其包括如下步驟：

(1)根據微流控芯片的結構，制作掩膜版；

(2)使用光刻曝光工藝，利用上述掩膜版，加工出制作微流控芯片所需的芯片基片模板；

(3)將輸入耦合光纖與輸出耦合光纖根據設計放置在上述芯片基片模板上方的指定位置，進行倒模，將上述輸入耦合光纖與輸出耦合光纖集成到上述微流控芯片基片中，在芯片表面開孔，將輸入和輸出自聚焦透鏡放置在輸入耦合光纖通道口和輸出耦合光纖通道口上；

(4)在上述輸入耦合光纖、輸出耦合光纖以及輸入自聚焦透鏡、輸出自聚焦透鏡固定連接于上述微流控芯片基片后，加裝與上述微流控芯片基片尺寸相當的微流控芯片蓋片，完成微流控芯片制備。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(1)中掩膜版采用基材為蘇打玻璃的蘇打玻璃鉻板。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，微流控芯片基片材質為聚二甲基硅氧烷。