[發(fā)明專(zhuān)利]一種紅外微流控芯片液體池以及制備方法以及一種活細(xì)胞的FTIR分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110762703.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113484274B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周曉潔;鐘佳佳;俞文杰;唐雨釗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/3577
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/3577;G01N21/03;B01L3/00
• 代理公司: 上海智信專(zhuān)利代理有限公司 31002
• 代理人: 余永莉

1.一種紅外微流控芯片液體池，其特征在于，包括：基片，使用光刻膠采用紫外光刻工藝形成于基片上的光刻微圖形，以及覆蓋于基片上將光刻微圖形封閉的蓋片；該基片和蓋片所使用的紅外材料為拋光的氟化鈣晶片，該紅外微流控芯片液體池包括至少一個(gè)樣品室，作為活細(xì)胞的培養(yǎng)區(qū)域和紅外測(cè)量區(qū)域，所述紅外微流控芯片液體池可保證活細(xì)胞的48小時(shí)及以上的存活時(shí)間；

在基片上形成的光刻微圖形選自以下三種中的任意一種：

圖形一包括：居中布置的一個(gè)大樣品室，分別位于樣品室兩側(cè)的進(jìn)液孔、出液孔，將進(jìn)液孔與樣品室連接的進(jìn)液流道，將樣品室與出液孔連接的出液流道，以及背景采集室，樣品室與進(jìn)液流道和出液流道之間還設(shè)有多條緩沖流道；

圖形二包括：居中布置的一個(gè)大樣品室，分別位于樣品室兩側(cè)的第一進(jìn)液孔、第一出液孔，圍繞樣品室布置的兩個(gè)緩沖室，分別位于緩沖室兩側(cè)的第二進(jìn)液孔、第二出液孔，以及四個(gè)背景采集室，第一進(jìn)液孔和第一出液孔通過(guò)微流道與樣品室相連，第二進(jìn)液孔和第二出液孔通過(guò)微流道與緩沖室相連，緩沖室與樣品室之間由直徑4~8μm，間隔4μm的柱體分隔；

圖形三包括：居中布置的一個(gè)大樣品室，分別位于樣品室兩側(cè)的第一進(jìn)液孔、第一出液孔，圍繞樣品室布置的兩個(gè)緩沖室，分別位于緩沖室兩側(cè)的第二進(jìn)液孔、第二出液孔，以及四個(gè)背景采集室和第三進(jìn)液孔，第一進(jìn)液孔和第一出液孔通過(guò)微流道與樣品室相連，第二進(jìn)液孔和第二出液孔通過(guò)微流道與緩沖室相連，緩沖室與樣品室之間由直徑4~8μm，間隔4μm的柱體分隔，第三進(jìn)液孔通過(guò)微流道與其中一個(gè)緩沖室相連，用于補(bǔ)充添加物；

所述紅外微流控芯片液體池的制備方法包括以下步驟：

S1：提供一種既可以透過(guò)可見(jiàn)光，同時(shí)又可以透射或反射紅外光的紅外材料，超聲清洗，氮?dú)獯蹈?，所得材料作為基片和蓋片；

S2：采用紫外光刻工藝在基片上形成光刻微圖形，包括：使用光刻膠在基片上進(jìn)行均勻旋轉(zhuǎn)涂覆，配合光刻掩膜版，在一定溫度下曝光一段時(shí)間，使用顯影液進(jìn)行顯影，從而在基片上形成光刻微圖形，其中，光刻掩膜版根據(jù)所設(shè)計(jì)的微流控芯片圖形制作；

S3：采用熱壓鍵合或可逆鍵合，將蓋片與基片在光刻微圖形處進(jìn)行封接，形成具有至少一個(gè)樣品室的紅外微流控芯片液體池，該紅外微流控芯片液體池可為活細(xì)胞提供長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定、且精確可控的生存環(huán)境，用于活細(xì)胞的傅里葉變換紅外譜學(xué)和紅外顯微與成像研究；

當(dāng)使用的光刻膠為負(fù)膠SU-8時(shí)，顯影液為T(mén)OK顯影液；紫外光刻工藝包括：在115~125℃條件下，烘烤基片4~6分鐘，然后，取在常溫下放置0.8~1.2小時(shí)的光刻膠負(fù)膠，在如下參數(shù)下進(jìn)行勻膠、光刻和顯影：500rpm轉(zhuǎn)速下動(dòng)態(tài)滴膠5s；5000rpm轉(zhuǎn)速下勻膠30s；前烘95℃下4分鐘；硬接觸hard模式曝光4秒；后烘95℃下4分鐘；使用顯影液進(jìn)行顯影1分鐘；

熱壓鍵合的工藝包括：0-10分鐘，溫度從25℃線(xiàn)性升溫至65℃；從10分鐘開(kāi)始，在65℃下維持20分鐘；30-45分鐘，線(xiàn)性降溫至25℃，45-55分鐘維持溫度在25℃；0-7分鐘，壓力從0bar線(xiàn)性升至15bar；7-20分鐘，維持在15bar壓力下；21-50分鐘，壓力維持在50bar下；50-55分鐘，壓力線(xiàn)性降低至0bar；

當(dāng)使用的光刻膠為正膠ARP3200時(shí)，顯影液為ARP專(zhuān)用顯影液；紫外光刻工藝包括：取在常溫下放置0.4~0.6小時(shí)的光刻膠正膠，在如下參數(shù)下進(jìn)行勻膠、光刻和顯影：?以500r/(min?s)的加速度到達(dá)500rpm轉(zhuǎn)速下，動(dòng)態(tài)滴膠15s；以3000r/(min?s)?的加速度到達(dá)4000rpm轉(zhuǎn)速下，勻膠60s；前烘95℃下2分鐘；Low?vac模式曝光7秒；顯影液與水的比例為3:2，顯影2分鐘；

熱壓鍵合的工藝包括：0-15分鐘，溫度從25℃線(xiàn)性升溫至75℃；15-35分鐘，在75℃下維持20分鐘；35-50分鐘，線(xiàn)性降溫至25℃；0-15分鐘，壓力從0bar線(xiàn)性升至15bar；15-40分鐘，維持在15bar壓力下；40-50分鐘，壓力線(xiàn)性降低至0bar。

2.一種活細(xì)胞的傅里葉變換紅外分析方法，其特征在于，提供一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外微流控芯片液體池，使用圖形一~圖形三的微流控芯片液體池時(shí)，將液體池的進(jìn)液孔和出液孔分別與進(jìn)樣裝置和出樣裝置相連；樣品進(jìn)入樣品室后，持續(xù)地進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液的注入和流出，保證了活細(xì)胞的48小時(shí)及以上的存活時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞的傅里葉變換紅外譜學(xué)和紅外顯微與成像研究。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活細(xì)胞的傅里葉變換紅外分析方法，其特征在于，在進(jìn)行紅外光譜分析時(shí)，為去除營(yíng)養(yǎng)液和水對(duì)活細(xì)胞紅外光譜的影響，使用如下校正公式計(jì)算得出活細(xì)胞的紅外光譜：活細(xì)胞紅外光譜=細(xì)胞的原始紅外光譜—營(yíng)養(yǎng)液的光譜×系數(shù)，其中，所述系數(shù)的選擇依據(jù)如下：以將2100cm^-1處的水的組合頻區(qū)域變平為基線(xiàn)作為基準(zhǔn)。