[發明專利]芯片上閥門的制造方法、微流控芯片與液體流動控制方法

有效

• 申請號: 201811330430.4
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109603929B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 陳華英;陳暢;沈小雙;朱永剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 謝岳鵬

本發明涉及微流控芯片領域，本發明公開了一種芯片上閥門的制造方法、微流控芯片與液體流動控制方法，芯片制造方法包括以下步驟：在多孔介質基材上設置流道；使蠟液滲透入位于流道上的閥門區域處的多孔介質基材內；待蠟液完全滲透多孔介質基材并經過固化后形成閥門，閥門將流道分隔為互不連通的至少兩個區域。本發明同樣可以實現流道的阻隔與連通，同時其結構更為簡單，操作方便，成本低廉，有助于微流控芯片的推廣。

技術領域

本發明涉及微流控芯片領域，尤其是涉及基于多孔介質基材的微流控芯片領域，具體是涉及液體在微流控芯片上的流動控制方法，以及實現該方法的微流控芯片。

背景技術

基于多孔介質基材的微流控芯片，比如紙基微流控芯片是一種新型的微流控分析裝置，因其具有成本低、加工簡單、使用方便等特點，故在即時診斷、食品質量控制和環境監測等領域有巨大的應用前景，近年來逐漸成為微流控芯片領域的研究熱點。

在多種反應物或試劑參與檢測時，往往需要利用閥門來控制液體在流道內流動的先后次序。此外，利用長度法在紙基芯片進行檢測的方法近年來受到廣泛關注，其原理為檢測底物在芯片的反應區域與特定物質發生化學反應后，反應產物隨著混合溶液流入微流通道，并與通道上的顯色劑發生顯色反應。溶液流動完成后，在通道內可以觀測到一定長度的顯色段，進而可以確定反應產物和檢測物的含量。這種方法使用的裝置簡便，操作簡單，但是在精確度上具有局限性，在涉及二次或多次反應的檢測過程中，常常會出現反應物尚未完全反應即流入微流通道，影響檢測結果。通過在反應區域和微流通道設置疏水閥門，可以對底物溶液的流動實現控制，讓底物在反應區域充分發生反應，反應完全后的溶液進入微流通道再進行后續的反應。因此，利用閥門對紙基芯片內液體流動控制是其在檢測領域應用的關鍵技術。

閥門的作用在于控制反應溶液的流動，保證檢測物完全反應，并能在第一步反應完成后打開閥門，使溶液順利進入通道。其關鍵在于保證閥門的關閉和打開。現有技術中存在多種閥門結構，如彈出式的三維紙芯片檢測裝置，通過折疊和展開的方法達到閥門閉合的效果，改變檢測物的流動路徑。又比如利用電紡織材料作為閥門控制流動的方法，正常情況下檢測物溶液不能流過紡織材料，通過在溶液和閥門之間施加電勢的方法，使得溶液能夠滲透織物，達到打開閥門的效果，然而上述裝置都具有結構復雜、成本高等缺點，難以滿足人們的需求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種芯片上閥門的制造方法，用于解決現有閥門裝置結構復雜、成本高的問題。

本發明還提出一種微流控芯片與液體流動控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的方案是：

一種芯片上閥門的制造方法，包括以下步驟：

在多孔介質基材上設置流道；

使蠟液滲透入位于流道上的閥門區域處的多孔介質基材內；

待蠟液完全滲透多孔介質基材并經過固化后形成閥門，閥門將流道分隔為互不連通的至少兩個區域。

作為上述方案的進一步改進方式，向多孔介質基材上的閥門區域施加蠟，然后對多孔介質基材進行加熱，以使蠟融化成蠟液。

作為上述方案的進一步改進方式，通過打印的方式在閥門區域施加蠟。

作為上述方案的進一步改進方式，閥門將流道分隔為互不連通的反應區域與檢測區域。

一種微流控芯片，由上述芯片上閥門的制造方法制得。

一種基于上述微流控芯片的液體流動控制方法，包括以下步驟：在其中一個區域內添加試劑，當滿足設定條件后去除閥門區域的蠟，以使試劑從當前區域流向相鄰的另一個區域。

作為上述方案的進一步改進方式，去除閥門區域的蠟的方法為：向閥門施加可溶解蠟的溶劑。