一种微流控芯片及制备方法技术

一种微流控芯片，其包括：微腔基片及叠置于微腔基片上的微通道基片，微腔基片包括第一基片本体、多组平行且间隔设于第一基片本体顶面的微腔阵列组以及位于多组微腔阵列组一侧的进口槽，微通道基片包括第二基片本体、多条平行间隔设于第二基片本体底面的条形通道以及设于第二基片本体顶面的出口，第二基片本体的底面与第一基片本体的顶面贴合，每条条形通道的入口与进口槽连通，每组微腔阵列位于每条条形通道内，使试样通过进口槽沿每条条形通道的入口进入各微腔阵列组中，使该微流控芯片更容易捕获微珠，不易产生气泡，形成流场死区，并且可重复使用；此外，微通道基片和微腔基片的贴合强度高，使微流控芯片的成品率高，不容易发生泄漏。

A Microfluidic Chip and Its Preparation Method

A microfluidic chip consists of a microcavity substrate and a microchannel substrate superimposed on the microcavity substrate. The microcavity substrate comprises a first substrate body, a plurality of groups of parallel and spaced microcavity arrays on the top of the first substrate body and an inlet slot on one side of a plurality of microcavity arrays. The microchannel substrate comprises a second substrate body and a plurality of parallel spaced microcavity on the bottom of the second substrate body. The bottom of the second substrate body fits the top of the first substrate body. The entrance of each strip channel is connected with the entrance groove. Each group of microcavity arrays is located in each strip channel. The sample enters each group of microcavity arrays along the entrance of each strip channel through the entrance groove, which makes it easier for the microfluidic chip to capture microcavity. The beads are not easy to produce bubbles, form dead zone of flow field, and can be reused. In addition, the bonding strength of microchannel substrate and microchannel substrate is high, which makes the yield of microfluidic chip high and is not easy to leak.

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及制备方法
本专利技术属于微流控芯片
，尤其涉及一种微流控芯片及制备方法。
技术介绍
目前，微珠和微液滴的捕集广泛应用于医学诊断、制药和生物学等研究领域中，例如：ELSIA技术和PCR技术；但是，基于注射泵的微通道的微流控芯片的捕集率低和时间密集的程序低，并且需要使用大量的机械泵和附件来处理液体；主要表现在：微流体在流动过程中粘度阻力很大，使机械泵驱动细长管道内的流体困难，并且机械微泵在处理液体的过程中会破坏流体中的生物分子或使生物分子变性；此外，机械泵包含微型可控部件，价格昂贵。微流体易受微流体管道中气泡的影响，使机械泵中的液压很难控制，并且当流速过大时易把微珠冲出，造成微珠捕获效率低。利用微流道注射的方法实现微珠捕获，不仅需要大型的注射泵和辅助程序来处理液体，而且这种化学修饰的过程不可逆转，很难实现微珠试样的回收。因此，传统的技术方案中存在的微流控芯片存在微珠捕获效率低和微流控芯片不能重复使用问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种微流控芯片，旨在解决传统的技术方案中存在的微珠捕获效率低和微流控芯片不能重复使用问题。本专利技术是这样实现的，一种微流控芯片，该微流控芯片包括：包括微腔基片及叠置于所述微腔基片上的微通道基片，所述微腔基片包括第一基片本体、多组平行且间隔设于所述第一基片本体顶面的微腔阵列组以及位于多组所述微腔阵列组一侧且与各所述微腔阵列组连通的进口槽，所述微通道基片包括第二基片本体、多条平行间隔设于所述第二基片本体底面的条形通道以及设于所述第二基片本体顶面与各所述条形通道连通的出口，所述第二基片本体的底面与所述第一基片本体的顶面贴合，每条所述条形通道的入口与所述进口槽连通，每组所述微腔阵列位于每条所述条形通道内。此外，还提供了一种微流控芯片制备方法，包括如下步骤：依次对所述第一基片本体进行等离子体处理、匀胶、前烘、斜曝光、后烘、显影以及清洁处理以获得所述微腔基片；将聚二甲基硅氧烷浇铸于母版的微流通道图案上，并将所述聚二甲基硅氧烷进行固化处理后剥离所述母版以获得所述微通道基片；将所述微腔基片的键合面和所述微通道基片的键合面相互贴合并经过加热按压处理以获得所述微流控芯片。上述的微流控芯片，包括微腔基片及叠置于所述微腔基片上的微通道基片，微腔基片包括第一基片本体、多组平行且间隔设于第一基片本体顶面的微腔阵列组以及位于多组微腔阵列组一侧且与各微腔阵列组连通的进口槽，微通道基片包括第二基片本体、多条平行间隔设于第二基片本体底面的条形通道以及设于第二基片本体顶面与各条形通道连通的出口，第二基片本体的底面与第一基片本体的顶面贴合，每条条形通道的入口与进口槽连通，每组微腔阵列位于每条条形通道内，从而使试样通过进口槽沿每条条形通道的入口进入到各微腔阵列组中，能够利用表面能梯度及拉普拉斯压差实现微珠的自发流动，从而使该微流控芯片容易捕获微珠，并且该微流控芯片可重复使用；此外，微通道基片和微腔基片的贴合强度高，从而制造微流控芯片的成品率高，同时在使用时不容易发生泄漏。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的微流控芯片的整体结构的透视图；图2为本专利技术一实施例提供的微流控芯片的整体结构的效果图；图3为本专利技术一实施例提供的微腔基片的光刻掩模板的俯视图；图4为本专利技术一实施例提供的微腔基片的光刻掩模板的局部放大俯视图；图5为本专利技术一实施例提供的微腔结构阵列的斜槽的剖面侧视图；图6为本专利技术一实施例提供的微腔基片的微腔结构阵列组的三维结构图；图7为本专利技术一实施例提供的微通道基片键合面的底面；图8为本专利技术一实施例提供的微通道基片键合面的顶面；图9为本专利技术一实施例提供的微流控芯片制备方法的流程图；图10为本专利技术一实施例提供的微腔基片的制备流程图；图11为本专利技术一实施例提供的微腔基片和微通道基片的键合流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1和2示出了本专利技术较佳实施例提供的微流控芯片的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：参考图1和2，微流控芯片包括微腔基片10及叠置于微腔基片上的微通道基片20，微腔基片10包括第一基片本体103、多组平行且间隔设于第一基片本体103顶面的微腔阵列组101以及位于多组微腔阵列组一侧且与各微腔阵列组连通的进口槽102，微通道基片20包括第二基片本体204、多条平行间隔设于第二基片本体204底面的条形通道202以及设于第二基片本体204顶面与各条形通道连通的出口203，第二基片本体204的底面与第一基片本体103的顶面贴合，每条条形通道202的入口201与进口槽102连通，每组微腔阵列位于每条条形通道内。在其中一个的实施例中，第二基片本体204具有第一边缘，条形通道202的入口201位于第一边缘上，第一边缘与进口槽102相对以使进口槽102全部或部分外露，以使得条形通道202与进口槽102连通。本实施例中，第一边缘为直线形，进口槽102为矩形，第一边缘与进口槽102靠近微腔阵列组101的侧边平行相对，甚至对齐。可以理解的是，在其他实施例中，第一边缘可以为内凹或外凸弧形，或曲线，那么进口槽102为相应的扇形或环形或其他任意弯曲形状。出口203为圆孔，或方孔。在进一步实施例中，第二基片本体204的底面上，条形通道202靠近出口203的一端与出口203之间开设有一凹腔205。出口203设置在凹腔205的底面，贯穿凹腔205的底面和第二基片本体204的顶面；出口203也可以设置在凹腔205之远离条形通道202的侧壁上，贯穿凹腔205的底面和第二基片本体204的侧壁。第二基片本体204的凹腔205与第一基片本体103的顶面形成一流通液体试样的空腔。如上述，微腔阵列组101与每条条形通道202间隔设置，液体试样可以通过进口槽102进入到每条条形通道的入口201中，试样在毛细力的作用下由每条条形通道的入口201进入到各微腔阵列组101中，要排去液体时可使用抽液泵从微通道基片20的出口203吸走；微腔阵列组101与每条条形通道202进行间隔设置，能够利用表面能梯度及拉普拉斯压差实现微珠的自发流动，从而使该微流控芯片容易捕获微珠，并且该微流控芯片可重复使用；此外，微通道基片20和微腔基片10的贴合强度高，从而使制造微流控芯片的成品率高，同时在使用时不容易发生泄漏。在其中一个实施例中，参考图6，每组微腔阵列包括间隔排列的多个用于容纳微珠的微腔单元1011，每个微腔单元1011纵截面为楔形结构。纵截面为楔形结构的微腔单元1011容易捕获微珠，与现有的垂直孔结构相比，楔形结构不易形成死区，不易产生气泡，并且能够利用三维楔形表面能梯度及拉普拉斯压差实现微珠的自发流动，使试样在楔形毛细力的作用下填充微腔单元1011，无需复杂的机械注射泵装置，具有操作过程简单和可重复性高的特点。在其中一个实施例中，参考图6，微腔单元1011的开口为半椭圆形。本实施例将微腔单元1011的开口设为半椭圆形可以利用表面能梯度及拉普拉斯压差实现微珠的自发流动，从而使该微流控芯片更容易捕获微珠。在其中一个实施例中，参考图6，微腔单元1011的腔体为斜槽。在本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括微腔基片及叠置于所述微腔基片上的微通道基片，所述微腔基片包括第一基片本体、多组平行且间隔设于所述第一基片本体顶面的微腔阵列组以及位于多组所述微腔阵列组一侧的进口槽，所述微通道基片包括第二基片本体、多条平行间隔设于所述第二基片本体底面的条形通道以及设于所述第二基片本体顶面与各所述条形通道连通的出口，所述第二基片本体的底面与所述第一基片本体的顶面贴合，每条所述条形通道的入口与所述进口槽连通，每组所述微腔阵列位于每条所述条形通道内。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括微腔基片及叠置于所述微腔基片上的微通道基片，所述微腔基片包括第一基片本体、多组平行且间隔设于所述第一基片本体顶面的微腔阵列组以及位于多组所述微腔阵列组一侧的进口槽，所述微通道基片包括第二基片本体、多条平行间隔设于所述第二基片本体底面的条形通道以及设于所述第二基片本体顶面与各所述条形通道连通的出口，所述第二基片本体的底面与所述第一基片本体的顶面贴合，每条所述条形通道的入口与所述进口槽连通，每组所述微腔阵列位于每条所述条形通道内。2.如权1微流控芯片，其特征在于，每组所述微腔阵列包括间隔排列的多个用于容纳微珠的微腔单元，每个微腔单元纵截面为楔形结构。3.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述微腔单元的开口为半椭圆形。4.如权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述微腔单元的腔体为斜槽。5.如权利要求2至4任一项所述的微流控芯片，其特征在于，所述微腔单元被配置为容纳单个微珠，所述微珠的半径、所述斜槽的倾斜角度与所述半椭圆形的尺寸的关系式为：其中，为所述半椭圆形的长半轴，为所述半椭圆形的短半轴，α为所述斜槽的倾斜角度，R为所述微珠的最大阈值半径。6.如权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述微腔单元被配置为容纳半径在预设范围内的所述微珠，所述微珠的半径与所述斜槽的倾斜角度的关系式为：其中，r为所述微珠的最小阈值半径。7.如权利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，所述斜槽的倾斜角度不大于试样液体的杨式接触角的两倍的补角。8.一种微流控芯片制备方法，其特征在于，包括如下步骤：依次对所述第一基片本体进行等离子体处理、匀胶、前烘、斜曝光、后烘、显影以及清洁处理以获得所述微腔基片；将聚二甲基硅氧烷浇铸于母版的微流通道图案上...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天准，彭智婷，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44