电磁驱动双向执行微量取样器的制备方法技术

一种电磁驱动双向执行微量取样器，由在硅基片上利用ＳＵ－８光刻胶制作的微针，微通道和反应室组成；反应室底部为硅基底，沉积有氮化硅绝缘层，在其上制作用以检测生物样品的金电极；反应室的上部由金膜组成，在其上电铸有ＣｏＮｉＭｎＰ微型永磁阵列；利用外部可控的电磁场对微型永磁阵列作用，可以实现反应室的体积变化，从而实现双向控制的过程，即取样和送样的目的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微执行器的结构和制作方法，具体地说涉及一种利用电磁控制的微量取样器的结构和制作方法。
技术介绍
在现代生物医学应用中，非常需要很小的皮下注射针，而目前最小的针直径也有305μm，达到了传统的工艺技术制作的极限。利用基于微电子机械系统(MEMS)技术可以制造微尺度的微针。为了最小地侵入人体，微针可以做的很细，很短，不触及神经以至于使人感觉不到疼痛。随着基于MEMS技术的生物芯片、微型分析系统等的发展，也需要一种相适应的微量取样和计量装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电磁驱动双向执行微量取样器，本专利技术提供的器件具有非常小的尺度，微针的长为百微米量级，外径为几十微米，内腔体积为纳升到微升级，作为一种微针，可以实现纳升级的样品的采集和计量，也可以作为一种药物缓释器件。为实现上述目的，本专利技术提供的电磁驱动双向执行微量取样器，在硅基片的两面，各沉积一层氮化硅绝缘层，在其中一层氮化硅绝缘层上制备铬金薄膜，光刻出电极图形，然后进行第一次甩胶、曝光，制作出反应室图形；再进行第二次甩胶、曝光，制作出微针通道和反应室图形；接下来在胶膜上溅射金薄膜，在金膜上进行第三次甩胶、曝光，制作出磁性柱阵列图形，进行第一次显影形成阵电铸磁性列孔，在孔中电铸CoNiMnP磁性柱阵列；对胶膜进行第二次显影，形成微针孔和反应室；最后腐蚀去掉微针背面的硅基片； 所述的微量取样器，其中微针、微通道和反应室是由SU-8光刻胶构成的。所述的微量取样器，其中隔膜为金膜，在其上的CoNiMnP微型永磁阵列是电铸在金膜上的。所述的微量取样器，其中微针是平行于基片，且内外径为方形。本专利技术提供的微量取样器利用外部可控的电磁场对微型永磁阵列作用，可实现隔膜的上下运动，使得反应室的体积发生变化，实现微量取样和送样的目的。附图说明图1为本专利技术电磁控制的微量取样器结构的截面示意图。图2为本专利技术电磁控制的微量取样器结构的示意图。具体实施例方式下面结合附图描述本专利技术的一个具体实施方案。本实例是在一个8×10mm2的硅基片(1)上，首先利用LPCVD沉积1000厚的氮化硅绝缘层(2)，用射频溅射的方法制备铬金薄膜，光刻出金电极(4)外部电路连接的焊点(8)图形，然后进行第一次20μm厚的SU-8胶(9)甩胶、曝光，制作出反应室(3)图形；再进行第二次20μm厚的SU-8胶(10)甩胶、曝光，制作出微针通道(6)和反应室(3)相通的图形；接下来在SU-8膜上溅射金薄膜(11)，在金膜(11)上进行第三次20μm厚的SU-8胶(7)甩胶、曝光，制作出磁性柱阵列图形，进行第一次显影形成阵电铸磁性列孔，在孔中电铸厚(高)为40μm的CoNiMnP磁性柱阵列(5)；进行第二次SU-8显影，形成微针(12)；最后腐蚀去掉SU-8微针背面的硅基片。电磁驱动双向执行微量取样器的工作原理是CoNiMnP磁性柱阵列在磁化后，每一个磁柱有两个磁极N和S，当外部电磁场变化为N或S时，根据同性相斥异性相吸的原理，可以使反应室的体积发生增大或减小。当异性相吸时，反应室体积增大，内部压力减小，外部的液体就可以通过微针进入到反应室中，达到取样的目的。当同性相斥时，反应室体积减小，内部压力增大，内部的液体就可以通过微针从反应室中输出。调整电磁力的大小，可以实现体积大小的变化，因此可以实现微量液体计量的目的。反应室中设计的两个金电极，可以对吸入对液体(生化样品)进行检测，比如进行阻抗检测，或电化学分析。权利要求1.一种电磁驱动双向执行微量取样器，其特征在于在硅基片的两面，各沉积一层氮化硅绝缘层，在其中一层氮化硅绝缘层上制备铬金薄膜，光刻出电极图形，然后进行第一次甩胶、曝光，制作出反应室图形；再进行第二次甩胶、曝光，制作出微针通道和反应室图形；接下来在胶膜上溅射金薄膜，在金膜上进行第三次甩胶、曝光，制作出磁性柱阵列图形，进行第一次显影形成阵电铸磁性列孔，在孔中电铸CoNiMnP磁性柱阵列；对胶膜进行第二次显影，形成微针孔和反应室；最后腐蚀去掉微针背面的硅基片；利用外部可控的电磁场对微型永磁阵列作用，调整反应室体积变化，实现微量取样和送样的目的。2.根据权利要求1所述的微量取样器，其特征在于，所述微针、微通道和反应室是由SU-8光刻胶构成的。3.根据权利要求1所述的微量取样器，其特征在于，所述的隔膜为金膜，在其上的CoNiMnP微型永磁阵列是电铸在金膜上的。4.根据权利要求1所述的微量取样器，其特征在于，所述的微针是平行于基片，且内外径为方形。全文摘要一种电磁驱动双向执行微量取样器，由在硅基片上利用SU－8光刻胶制作的微针，微通道和反应室组成；反应室底部为硅基底，沉积有氮化硅绝缘层，在其上制作用以检测生物样品的金电极；反应室的上部由金膜组成，在其上电铸有CoNiMnP微型永磁阵列；利用外部可控的电磁场对微型永磁阵列作用，可以实现反应室的体积变化，从而实现双向控制的过程，即取样和送样的目的。文档编号G01N33/50GK1532533SQ03107430公开日2004年9月29日 申请日期2003年3月20日 优先权日2003年3月20日专利技术者赵湛, 陈绍凤, 张博军, 秦宁, 赵 湛 申请人:中国科学院电子学研究所 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁驱动双向执行微量取样器，其特征在于：在硅基片的两面，各沉积一层氮化硅绝缘层，在其中一层氮化硅绝缘层上制备铬金薄膜，光刻出电极图形，然后进行第一次甩胶、曝光，制作出反应室图形；再进行第二次甩胶、曝光，制作出微针通道和反应室图形 ；接下来在胶膜上溅射金薄膜，在金膜上进行第三次甩胶、曝光，制作出磁性柱阵列图形，进行第一次显影形成阵电铸磁性列孔，在孔中电铸ＣｏＮｉＭｎＰ磁性柱阵列；对胶膜进行第二次显影，形成微针孔和反应室；最后腐蚀去掉微针背面的硅基片；利用外部可 控的电磁场对微型永磁阵列作用，调整反应室体积变化，实现微量取样和送样的目的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵湛，陈绍凤，张博军，秦宁，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]