一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法技术

本发明专利技术属于生化检测技术领域，尤其是一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，解决了现有技术中微流控检测芯片结构复杂，检测耗时，样本消耗大，检测结果不够精确，生产成本高，需要专业人员，项目单一和检测效率低等问题，所述含有SERS基底的免泵复合微流控芯片包括五个部分，第一层和第五层为高分子聚合物材料聚二甲基硅氧烷、第三层为含有固态柔性SERS基底的纸芯片、第二层和第四层为聚酰亚胺双面胶，所述芯片的制作方法具体为，将所述第一层到第五层从上到下依次设置。本发明专利技术提供的复合微流控芯片适合于各种繁杂的即时检测和条件严格苛刻的临床诊断，并且该芯片具有缩短诊断时间，提高检测效果的巨大潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法
本专利技术涉及生化检测
，尤其涉及一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，更具体的涉及一种用于生化检测的便携式、高灵敏度和可靠性的免泵复合微流控芯片（PDMS-纸-PDMS）的制造。
技术介绍
即时检测技术（Point-of-CareTesting,POCT）是指利用便携式分析设备、检测仪器与配套试剂，在采样现场及时快速得到检测结果的一种检测方式。随着国民经济的不断发展和医疗水平的逐渐提高，越来越多的人开始重视自己的身心健康，定期体检已经成为人们日常生活中的一种习惯。而定期体检中的生化检测是指通过人的体液或者血液，利用各种检测方法对人体各项生理指标进行标定，以此来判断一个人健康与否，其中包括空腹血糖、乳酸盐、血脂、尿酸、尿液乳铁蛋白、肝功能以及肾功能等项目。而新兴的POCT技术则正好可以满足这些要求。微流控技术顾名思义，就是指在微米尺度空间（最小可以为数十微米）上对微纳流体进行操控或者处理的技术。它是一门涉及多种学科的新型交叉学科。利用微流控技术设计制作出的芯片，具有小型化、便利化、集成化、低成本、低样本、高兼容性、高灵敏性等特点，可以将样品制备、化学反应、生化检测、细胞培养及分选等属于一个或多个生化实验室的实验步骤微型化、小型化，最后集成到一个仅仅只有几平方厘米的薄片上，即微流控芯片实验室。微流控技术包括微流控芯片材料的选择与制作、微纳流体的控制、微纳流体的混合、进样及样品前处理、微分离、微纳流体的反应和微液滴技术。微流控技术现已被广泛的应用于环境污染物的监测、核酸检测与测序、细胞的分选与培养以及人类各种疾病的筛查与诊断等方面，通过微流控技术的运用可以实现电化学检测、SERS检测（表面增强拉曼光谱检测）、化学发光检测、血液分离、激光诱导荧光检测、免疫检测、紫外吸光度检测、癌细胞的捕获与筛选、热透镜检测、比色对照检测、单分子荧光检测等。微流控芯片适合于各种繁杂的即时检测和条件严格苛刻的临床诊断，并且该芯片具有缩短诊断时间，提高检测效果的巨大潜力。但现有技术中的微流控检测芯片技术在实际应用中还存在一些缺陷，如结构复杂，检测耗时，样本消耗大，检测结果不够精确，生产成本高，需要专业人员，项目单一和检测效率低等。基于上述陈述，本专利技术提出了一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中微流控检测芯片结构复杂，检测耗时，样本消耗大，检测结果不够精确，生产成本高，需要专业人员，项目单一和检测效率低等问题，而提出的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法。一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，所述复合微流控芯片主要分为五层子芯片，第一层子芯片和第五层子芯片的材料均为高分子聚合物材料PDMS、第三层子芯片为含有固态柔性SERS基底的纸芯片、第二层子芯片和第四层子芯片为采用激光切割技术加工定制的聚酰亚胺双面胶，所述芯片的制作方法具体为：将所述五层子芯片按照第一层子芯片到第五层子芯片的顺序从上到下依次设置，所述第二层子芯片用于粘贴第一层子芯片和第三层子芯片，所述第四层子芯片用于粘贴第三层子芯片和第五层子芯片，所述复合微流控芯片具有对多种生物化学物质进行SERS检测的潜力。优选的，所述第一层子芯片为无通道结构，其沿高度方向直接固化打孔贯穿开设有进液口，所述进液口的几何尺寸为直径1-3mm，所述第一层子芯片的高度为3-7mm，长度为20-30mm，宽度5-10mm，所述第一层子芯片用于加入样品和存储待测液。优选的，所述第二层子芯片到第五层子芯片上均开设有微通道结构，所述微通道结构包括加样区、混合区、检测区和废液区。优选的，所述加样区和废液区的的几何尺寸为直径1-3mm，所述混合区的微通道宽度350-650μm，检测区的长度为10-15mm，宽度为3-5mm。优选的，所述第二层子芯片到第五层子芯片的长度均为30-40mm，宽度均为20-30mm。优选的，所述第三层子芯片为纸芯片，材料为Whatman滤纸，通过将滤纸裁剪成需要的尺寸后，浸泡在PUA（新型水溶性光刻胶）中，烘干后进行光刻，之后放入去离子水中显影，再次烘干即可得到纸芯片；所述第三层子芯片还包含SERS基底，即可用于完成微流体的流动控制运输，也可以完成拉曼散射信号的增强。优选的，所述第三层子芯片的制作方法，具体操作如下：用天平称取PUA液体，按照2-5%的比例加入光引发剂PMMA，并搅拌均匀，得混合液体；将滤纸放入上述混合液体中，浸泡3-5分钟，加热到滤纸中的水分挥发变干；将加热后的滤纸置于光刻机的工作台面上，覆盖上掩膜版并且对齐光源，开始曝光，曝光时间为3-6分钟，紫外光照后取下滤纸；将滤纸放入超纯水水中浸泡，并反复清洗三遍，清洗后将潮湿的滤纸放入干燥箱中烘干；将烘干后的滤纸裁剪成合适的尺寸即得纸芯片；在烧杯中放入制作好的纸芯片和磁子，然后倒入浓度为1mg/mL的多巴胺溶液，将纸芯片完全浸没在多巴胺溶液中，搅拌并浸泡24小时后取出，取出后用去离子水清洗滤纸（此时滤纸已经由白色变为浅灰色）；清洗后放入鼓风干燥箱，烘干；然后放入新配置的浓度为1mg/mL氯金酸溶液中，浸泡24小时后取出，冲洗干净，放入干燥箱中，烘干即可。优选的，所述第五层子芯片为复合微流控芯片的底座，高度为3-6mm，其采用紫外光刻技术制作，主要是先通过紫外光刻技术（采用SU-8光刻胶）在硅基底上制作出阳模板后，然后在模板上覆盖高分子材料PDMS，加热烘烤2小时，固化后冷却脱模，获得具有微纳通道结构的PDMS芯片。优选的，所述第五层子芯片的制作方法，具体操作如下：先将硅片用酒精和去离子水清洗干净，然后放置于加热板上，于150℃的温度下加热2分钟，蒸发其表面的水分；将烘干后的硅片放于匀胶机上，覆盖上适量的光刻胶，调正后旋转甩胶；将硅片再次放置在加热板上进行软烤，以蒸发多余溶剂，防止弄脏设备，硅片边缘上的光刻胶通常涂层不均匀，很容易脱落，影响其他图形部件，为了得到更好的图形效果，在涂上光刻胶后，必须去除硅片边缘上积累的光刻胶，将掩模版覆盖到硅片上，然后把掩模版和硅片置于光刻机的工作台上，调整光刻机的工作台，使硅片与光源对齐后开始曝光；曝光后取下硅片，去除掩模板，将硅片置于加热板上后烘；烘烤后取下，将硅片放入显影液中显影；显影后，再次放到加热板上后烘；烘干后即可得到带有微纳通道结构的硅模板；然后用电子秤称取一定量的PDMS，按照PDMS与固化剂质量比10:1，加入固化剂，旋转搅匀，把加入固化剂的PDMS放入真空泵中，打开开关，抽取真空泵中的空气，直到PDMS中不再有气泡产生；将上述制作完成的硅模板粘贴到培养皿上，将无气泡的PDMS倒入贴有硅模板的培养皿中，静置半小时，并用吹气球吹掉PDMS中的气泡；将覆盖PDMS的培养皿放入鼓风干燥箱中，70℃加热两小时，取出后冷却，用小刀切割下来，即可得到第五层PDMS子芯片。本专利技术提出的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，具有以下有益效果：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述复合微流控芯片主要分为五层子芯片，第一层子芯片和第五层子芯片的材料均为高分子聚合物材料PDMS、第三层子芯片为含有固态柔性SERS基底的纸芯片、第二层子芯片和第四层子芯片为采用激光切割技术加工定制的聚酰亚胺双面胶，所述芯片的制作方法具体为：将所述五层子芯片按照第一层子芯片到第五层子芯片的顺序从上到下依次设置，所述第二层子芯片用于粘贴第一层子芯片和第三层子芯片，所述第四层子芯片用于粘贴第三层子芯片和第五层子芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述复合微流控芯片主要分为五层子芯片，第一层子芯片和第五层子芯片的材料均为高分子聚合物材料PDMS、第三层子芯片为含有固态柔性SERS基底的纸芯片、第二层子芯片和第四层子芯片为采用激光切割技术加工定制的聚酰亚胺双面胶，所述芯片的制作方法具体为：将所述五层子芯片按照第一层子芯片到第五层子芯片的顺序从上到下依次设置，所述第二层子芯片用于粘贴第一层子芯片和第三层子芯片，所述第四层子芯片用于粘贴第三层子芯片和第五层子芯片。


2.根据权利要求1所述的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述第一层子芯片为无通道结构，其沿高度方向直接固化打孔贯穿开设有进液口，所述进液口的几何尺寸为直径1-3mm，所述第一层子芯片的高度为3-7mm，长度为20-30mm，宽度5-10mm，所述第一层子芯片用于加入样品和存储待测液。


3.根据权利要求1所述的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述第二层子芯片到第五层子芯片上均开设有微通道结构，所述微通道结构包括加样区、混合区、检测区和废液区。


4.根据权利要求3所述的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述加样区和废液区的的几何尺寸为直径1-3mm，所述混合区的微通道宽度350-650μm，检测区的长度为10-15mm，宽度为3-5mm。


5.根据权利要求1所述的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述第二层子芯片到第五层子芯片的长度均为30-40mm，宽度均为20-30mm。


6.根据权利要求1所述的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述第三层子芯片为纸芯片，材料为Whatman滤纸，通过将滤纸裁剪成需要的尺寸后，浸泡在PUA（新型水溶性光刻胶）中，烘干后进行光刻，之后放入去离子水中显影，再次烘干即可得到纸芯片。


7.根据权利要求6所述的一种含有SERS基底的免泵复合微流控芯片的制作方法，其特征在于，所述第三层子芯片的制作方法，具体操作如下：用天平称取PUA液体，按照2-5%的比例加入光引发剂PMMA，并搅拌均匀，得混合液体；将滤纸放...

【专利技术属性】
技术研发人员：高荣科，陈风，杨玉杰，翁朝贵，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34