[發明專利]一種基于圖形化石墨烯薄膜的微流控芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 201910149682.5
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN111617811A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 董國材;劉玉菲;張金龍
• 申請（專利權）人: 常州碳維納米科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于圖形化石墨烯薄膜的微流控芯片及其制備方法。本發明利用圖形化石墨烯薄膜制備的微流控芯片，具有良好的生物兼容性，制備方法簡單易行，工藝參數可控，檢測得到的電信號強度是普通微流控芯片的2倍。

技術領域

本發明涉及一種基于圖形化石墨烯薄膜的微流控芯片及其制備方法，屬于光電子集成電路技術領域。

背景技術

微流控技術是一種精確控制及操控特征尺寸在幾十到幾百微米之間微尺度流體的方法。由于微流控芯片的通道尺寸和單細胞的尺寸大致相當,一般在幾十至幾百微米,能夠從空間和時間上對流體進行精確地控制,節省大量的試劑和細胞,具有傳統細胞行為研究技術無可比擬的優勢,因此微流控技術的發展為單細胞行為的研究提供了新的思路和方法。

單細胞水平的生物物理特性表征可有效闡明細胞的功能和狀態,揭示細胞的單體差異性,對于細胞的分化和病理研究,以及疾病的早期臨床診斷和治療具有非常重要的意義。生物阻抗檢測技術廣泛應用于細胞生理行為相關的研究,也是用于構建細胞阻抗傳感器的基礎。經典的細胞阻抗電極是平面的金電極,這種電極盡管可以很好的實時傳導細胞電阻抗的變化,但是往往需要在金電極上增加一些特定的抗體等化學修飾,從而實現細胞定位。另外,二維的平面的電極往往只能夠傳感細胞在平面方向(即XY軸)的延伸和遷移,但并不能反映細胞在縱向(即Z軸)的運動和變化,這對于立體三維結構細胞的阻抗分析是不全面的。由于細胞的表面布滿著微納米尺度的絲狀偽足,如果從仿生的角度制備出和細胞表面的絲狀偽足同尺度相匹配的電極材料和界面,增加細胞表面和界面電極材料的相互作用,為電信號的提取提供更多的接觸點和更大的接觸力,這將大幅度的增強細胞的電阻抗信號,更加能夠區分和監測單細胞癌變的過程。

鑒于以上背景和問題，本發明采用預圖形化的石墨烯薄膜來制備微流控芯片。

發明內容

本發明包括如下技術方案：所述微流控芯片由流道、蓋板、子芯片組成，所述子芯片布置于流道與蓋板之間，所述子芯片上布置有電極，所述電極底座包括金層和位于金層上表面的石墨烯層，所述石墨烯層具有和細胞表面的絲狀偽足相匹配的微納褶皺和紋理結構。

器件的制備工藝為通過傳統的微納加工方法實現，具體制備具有如下：

1、在玻璃基板上以2500rpm旋涂正光刻(S1818)以產生2um厚的PR層。通過UV曝光和 顯影將掩模版上的圖案轉印到玻璃基板上。

2、通過磁控濺射的方法依次將Cr/Au/Ti(10nm/100nm/100nm)通過濺射到經過剝離工藝處理的玻璃基板上。

3、浸入丙酮溶液中半小時，然后用乙醇和去離子水漂洗，以完全洗掉光致抗蝕劑層，形成圖案化的金電極層。

4、將已制備好的圖形化石墨烯薄膜轉移到圖案化的金電極上。

5、鍵合于PDMS流道及PDMS蓋板。

附圖說明

圖1所示為所發明芯片側視示意圖。子芯片1、電極2、金層3、石墨烯層4、流道5、蓋板6。

圖2所示為所發明芯片的加工流程圖。

具體實施方式

接下來結合附圖對本發明技術方案進行描述。實例在本發明整體技術方案的前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程。僅以此為例，但本發明的保護范圍不限于下述的實例。

（1）在玻璃基板上以2500rpm旋涂正光刻(S1818)以產生2um厚的PR層。通過UV曝光和 顯影將掩模版上的圖案轉印到玻璃基板上。

（2）通過磁控濺射的方法依次將Cr/Au/Ti(10nm/100nm/100nm)通過濺射到經過剝離工藝處理的玻璃基板上。