[發明專利]復合型微流控芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 202110726803.5
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113426498B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 劉瑞
• 申請（專利權）人: 江蘇甫瑞微納傳感科技有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 趙世發

本發明公開了一種復合型微流控芯片及其制備方法。所述復合型微流控芯片包括：依次疊設的測試結構層、微流控通道層和加熱結構層，所述測試結構層包括測試電極，所述加熱結構層包括加熱電極；所述微流控通道層和測試結構層之間設有可供待檢測流體流動的微流控通道，所述加熱結構層與微流控通道層之間還設有一收容腔體，所述測試電極設置在所述微流控通道內，所述加熱電極設置所述收容腔體內。本發明提供的復合型微流控芯片，由一第一流道與與之對應的一第二流道形成的一微流控通道的截面呈凸字形，由第二流道內注入的流體在擴散到第一流道后，流速減緩，更有利于目標粒子沉降。

技術領域

本發明涉及一種微流控芯，特別涉及一種復合型微流控芯片及其制備方法，屬于微納加工技術領域。

背景技術

微流控芯片以其流體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點,不但可以在幾分鐘甚至更短的時間內進行上百個樣品的同時分析,并且可以在線實現樣品的預處理及分析全過程等優勢，在全世界范圍內引起廣泛的關注和大量的研究。而且作為新一代疾病即時檢測系統的關鍵核心部件，具有十分重要的意義。

微流控芯片是在普通毛細管電泳的基本原理和技術的基礎上，利用微納米加工技術在硅、石英、玻璃或高分子聚合物基質材料上加工出各種微細結構，如管道、反應池、電極之類的功能單元，完成生物和化學等領域中所涉及的樣品制備、生化反應、處理(混合、過濾、稀釋)、分離檢測等一系列任務，具有快速、高效、低耗、分析過程自動化和應用范圍廣等特點的微型分析實驗裝置。

現有微流控芯片的結構如圖1所示，目前通常是采用半導體技術在玻璃、硅或聚合物襯底上形成微流控溝道，然后再通過半導體工藝在上面沉積電極結構，但是這種結構下，在側壁沉積電極金屬時，難以控制金屬層的均勻性和連續性，從而造成電極的斷路而影響器件效果，而且對于需要在一定溫度下進行反應或檢測的微流控芯片，難以保證檢測所需要的溫度。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種復合型微流控芯片及其制備方法，本發明提出在玻璃/石英/硅/聚合物等襯底上，構建出三層結構，底層上通過半導體技術沉積測試電極，中間層刻蝕出用于流體流動的微流控通道，上層制備具有溫度控制的加熱系統，從而克服目前微流控芯片的缺點。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例一方面提供了一種復合型微流控芯片，包括依次疊設的測試結構層、微流控通道層和加熱結構層，其中，所述測試結構層包括測試電極，所述加熱結構層包括加熱電極；

所述微流控通道層和測試結構層之間設有可供待檢測流體流動的微流控通道，所述加熱結構層與微流控通道層之間還設有一收容腔體，所述測試電極設置在所述微流控通道內，所述加熱電極設置所述收容腔體內；

以及，測試電極引出機構和加熱電極引出機構，所述測試電極引出機構、加熱電極引出機構分別與所述測試電極、加熱電極電連接。

在一些較為具體的實施方案中，所述測試結構層包括第一基片和測試電極，所述第一基片的第一面上設置有第一凹槽，所述測試電極設置在所述第一凹槽內，且所述第一凹槽與所述微流控通道層圍合形成所述的微流控通道。

在一些較為具體的實施方案中，所述測試結構層包括多個間隔設置的測試電極，相鄰兩個測試電極之間形成有可供待檢測流體流動的第一流道，其中，所述第一流道為所述微流控通道的一部分。

在一些較為具體的實施方案中，所述測試電極引出機構經第一導電通道與所述測試電極電連接；

在一些較為具體的實施方案中，所述第一導電通道包括沿厚度方向貫穿所述加熱結構層、微流控通道層的第一通孔以及填充在所述第一通孔內的導電材料；

在一些較為具體的實施方案中，所述第一通孔的孔徑為50-1000μm；

在一些較為具體的實施方案中，所述測試電極的厚度為100-1000nm。