一种可扩展的套管型微流控芯片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可扩展的套管型微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：S1：将与通道尺寸匹配的预置物放入PDMS预聚物中，加热聚合PDMS，裁成PDMS块；S2：将预置物移除，留出放置通道的管槽，管槽具有两个管口；S3：使用倒角打磨后的点胶针筒，在PDMS块垂直于管槽的方向上开通孔；S4：将PDMS块开孔的两面分别与基底和顶层键合，其中顶层预置有加样孔；S5：从管槽的一个管口插入内径均匀的毛细玻璃管，从管槽的另一个管口插入预拉尖的毛细玻璃管，完成单级套管型微流控芯片的制作；S6：复用所述毛细玻璃管，重复步骤S5，形成多级套管结构。本发明专利技术有效降低了套管型微流控芯片制作的操作难度和经济成本。

An extensible method for preparing sleeve type microfluidic chips

The invention discloses a preparation method of an extensible cased microfluidic chip, including the following steps: S1: placing a preposition matching the size of a channel into a PDMS prepolymer, heating the polymerization PDMS, and cutting into a PDMS block; S2: removing the preset, leaving the tube slot for placing the channel, and having two pipes in the tube slot; S3: use inverted. A nod barrel after a corner grinding, opening holes in the direction of the PDMS block perpendicular to the tube slot; S4: the two sides of the opening of the PDMS block are bonded to the base and the top layer respectively, and the top layer is prepositioned with a sample hole; S5: inserting a capillary glass tube with a uniform inner diameter from a pipe slot at the pipe groove and inserting the capillary glass from the other pipe of the tube slot. The glass tube completes the fabrication of the single-stage sleeve type microfluidic chip; S6: reusing the capillary tube and repeating step S5 to form a multi-stage bushing structure. The invention effectively reduces the operation difficulty and economic cost of the sleeve type microfluidic chip.

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的套管型微流控芯片的制备方法
本专利技术涉及微流控领域，特别是涉及一种可扩展的套管型微流控芯片的制备方法。
技术介绍
近年来，基于微加工技术的微流控芯片技术由于具有分析速度快、试剂消耗少、易于集成和高通量分析等诸多优点，成为近年来炙手可热的前沿分析技术之一，为研究药物活性中药物靶点的选择、药物筛选、临床前试验及剂量的确定等提供了新的平台。微流控技术与以往宏观的液体操作技术相比，其独特优势在于在微尺度下，液体的流动特性发生改变，如低雷诺数的层流现象、液滴的操纵等。传统的微流控芯片一般是平面结构，即各通道高度相同，故而在通道的交叉处，液体之间只能通过面积很小的侧边相互接触，这给许多微流控的应用带来不便。如需要同轴的圆柱形层流，均匀的液滴产生等场合，平面结构芯片效果往往不尽如人意。因而人们将毛细玻璃管引入到了微流控芯片中。毛细玻璃管具有成本低廉，透光性好，便于修饰，易于加工等优越特点，且不需要制作昂贵的微流控芯片模板，在3D同轴打印和微液滴操纵等领域得到了广泛应用。现有的毛细管套管结构一般利用针头等结构作为固定支架和储液腔，需要在底座上打孔以插入毛细玻璃管，套管耦合时需要显微镜下的同轴对准操作，最后还需要精确控制的胶水固定。这些复杂的操作与毛细玻璃套管本身简单方便的优越性相悖，阻碍了此类微流控芯片的推广。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，降低套管型微流控芯片制作的操作难度和经济成本，本专利技术提供了一种自对准、免固定、可扩展的套管型微流控芯片制作方法。技术方案：为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的可扩展的套管型微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：S1：将与通道尺寸匹配的预置物放入PDMS预聚物中，加热聚合PDMS，裁成PDMS块；S2：将预置物移除，留出放置通道的管槽，管槽具有两个管口；S3：使用倒角打磨后的点胶针筒，在PDMS块垂直于管槽的方向上开通孔；S4：将PDMS块开孔的两面分别与基底和顶层键合，其中顶层预置有加样孔；S5：从管槽的一个管口插入内径均匀的毛细玻璃管，从管槽的另一个管口插入尖端预拉尖的毛细玻璃管，完成单级套管型微流控芯片的制作；S6：复用所述毛细玻璃管，重复步骤S5，形成多级套管结构。进一步，所述步骤S6中的多级套管结构包括内管和外管，其中，内管采用所述预拉尖的毛细玻璃管，外管采用普通毛细玻璃管。进一步，所述预拉尖的毛细玻璃管通过以下方法制得：采用毛细管拉制仪或酒精灯将普通毛细玻璃管拉尖，通过细砂纸打磨尖端部分，使开口尺寸满足设计要求，形成预拉尖的毛细玻璃管。进一步，所述通孔的尺寸大于管槽的尺寸。进一步，利用与毛细玻璃管外尺寸相匹配的材料作为预置物，步骤S2中，预置物通过直接取出或者腐蚀液腐蚀的方法移除。有益效果：本专利技术公开了一种可扩展的套管型微流控芯片制作方法，与现有技术比较，具有以下有益效果：1)与平面型PDMS微流控芯片相比，不需要精密模板，材料方易得成本低廉，降低了芯片制作的成本。2)与平面型PDMS微流控芯片相比，实现外相对内相的同轴包裹，有利于实现同轴3D打印、微液滴生成和操控等。3)与现有的利用胶水固定和对准的毛细套管型微流控芯片相比，芯片尺寸减小，制作更为简单，省去了镜下对准和胶水固定的操作。4)该微流控芯片参数调节方便，通道内壁的修饰简单，实现多级套管扩展或增加并行通道不需要额外的操作，有利于实验室研究使用。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中方法的示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步的介绍。本具体实施方式公开了一种可扩展的套管型微流控芯片的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：S1：将与通道尺寸匹配的预置物放入PDMS预聚物中，加热聚合PDMS，裁成PDMS块；PDMS块采用聚二甲基硅氧烷制成。PDMS是聚二甲基硅氧烷的英文缩写。S2：将预置物移除，留出放置通道的管槽，管槽具有两个管口。利用与毛细玻璃管外尺寸相匹配的材料作为预置物，预置物通过直接取出或者腐蚀液腐蚀的方法移除。S3：使用倒角打磨后的点胶针筒，在PDMS块垂直于管槽的方向上开通孔。通孔的尺寸大于管槽的尺寸。S4：将PDMS块开孔的两面分别与基底和顶层键合，其中顶层预置有加样孔。S5：从管槽的一个管口插入内径均匀的毛细玻璃管，从管槽的另一个管口插入尖端预拉尖的毛细玻璃管，完成单级套管型微流控芯片的制作。预拉尖的毛细玻璃管通过以下方法制得：采用毛细管拉制仪或酒精灯将普通毛细玻璃管拉尖，通过细砂纸打磨尖端部分，使开口尺寸满足设计要求，形成预拉尖的毛细玻璃管。S6：复用毛细玻璃管，重复步骤S5，形成多级套管结构。多级套管结构包括内管和外管，其中，内管采用所述预拉尖的毛细玻璃管，外管采用普通毛细玻璃管。实施例1：以两级套管的微流控芯片为例。选用规格为外径约0.55mm，内径0.3mm的毛细玻璃管制作微流控通道，以外径约0.51mm的钢针作为预置物，采用直接拉出的方法移除预置物。使用道康宁184作为PDMS预聚物，预聚物比例为10:1。使用酒精灯拉制毛细玻璃管，毛细玻璃管前端外径为80um。使用氧等离子体处理方法键合微流控芯片。利用本方法制作两级套管微流控芯片。S11：在洁净烧杯中充分搅拌预聚物至出现细密均匀的气泡后，将烧杯置于真空干燥器中抽尽空气，浇筑在洁净玻璃上铝框限制出的区域中，放入并固定钢针在PDMS预聚物中间的位置。放入75℃烘箱中聚合1小时后取出。S12：将钢针抽出，留出放置通道的管槽，管槽具有两个管口。S13：使用内径规格为2mm的点胶针筒前端倒角打磨后作为打孔器，在PDMS块垂直于管槽的方向上开一个通孔。S14：将PDMS块开有通孔的一面与洁净的玻璃片键合，通孔的另一面与一预留了灌注孔的PDMS膜键合。玻璃片为标准载玻片，在食人鱼溶液(浓硫酸：浓过氧化氢＝3:1)中浸泡1小时后水洗，氩气吹干后在烘箱中进一步烘干作为基底层。取一定量预聚物，浇筑在玻璃片上，聚合后裁切成合适大小并开一灌注口，作为芯片顶层。使用氧等离子体处理需要键合的各面，处理参数为100sccm，10s，80W，50KHz。S15：从管槽的一个管口插入内径均匀的毛细玻璃管，从管槽的另一个管口插入预拉尖的毛细玻璃管，完成单级套管型微流控芯片的制作。预拉尖的毛细玻璃管通过以下方法制得：采用毛细管拉制仪将普通毛细玻璃管拉尖，通过细砂纸打磨尖端部分，使开口尺寸满足设计要求。S16：复用预拉尖的毛细玻璃管，重复步骤S5，形成两级套管结构。实施例2：以双通道并行单级套管的微流控芯片为例。选用规格为外径约0.55mm，内径0.3mm的毛细玻璃管制作微流控通道，以外径约0.51mm的钢针作为预置物，采用直接拉出的方法移除预置物。使用道康宁184作为PDMS预聚物，预聚物比例为10:1。使用酒精灯拉制毛细管，毛细管前端口径为80um。使用氧等离子体处理方法键合微流控芯片。利用本方法制作双通道并行单级套管的微流控芯片。S21：在洁净烧杯中充分搅拌预聚物至出现细密均匀的气泡后，将烧杯置于真空干燥器中抽尽空气，浇筑在洁净玻璃上铝框限制出的区域中，放入并平行固定两根钢针在PDMS预聚物中间的位置。放入75℃烘箱中聚合1小时后取出。S22：将两根钢针抽出，留出放置通道的管槽，每个管槽具有两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可扩展的套管型微流控芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将与通道尺寸匹配的预置物放入PDMS预聚物中，加热聚合PDMS，裁成PDMS块；S2：将预置物移除，留出放置通道的管槽，管槽具有两个管口；S3：使用倒角打磨后的点胶针筒，在PDMS块垂直于管槽的方向上开通孔；S4：将PDMS块开孔的两面分别与基底和顶层键合，其中顶层预置有加样孔；S5：从管槽的一个管口插入内径均匀的毛细玻璃管，从管槽的另一个管口插入尖端预拉尖的毛细玻璃管，完成单级套管型微流控芯片的制作；S6：复用所述毛细玻璃管，重复步骤S5，形成多级套管结构。

【技术特征摘要】
1.一种可扩展的套管型微流控芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将与通道尺寸匹配的预置物放入PDMS预聚物中，加热聚合PDMS，裁成PDMS块；S2：将预置物移除，留出放置通道的管槽，管槽具有两个管口；S3：使用倒角打磨后的点胶针筒，在PDMS块垂直于管槽的方向上开通孔；S4：将PDMS块开孔的两面分别与基底和顶层键合，其中顶层预置有加样孔；S5：从管槽的一个管口插入内径均匀的毛细玻璃管，从管槽的另一个管口插入尖端预拉尖的毛细玻璃管，完成单级套管型微流控芯片的制作；S6：复用所述毛细玻璃管，重复步骤S5，形成多级套管结构。2.根据权利要求1所述的可扩展的套管型微流控芯片的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王著元，杨阔，崔一平，宗慎飞，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32