一体式玻璃反应容器、制造方法和分析方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造由玻璃制成的反应容器的方法以及通过所述方法获得的由玻璃制成的反应容器。所述方法具有步骤：1.将可透射第一玻璃板的波长的激光束入射到第一玻璃板的表面上，2.蚀刻第一玻璃板，3.其中，当凹槽仅在第一玻璃板的部分厚度上延伸时，第一玻璃板的蚀刻结束,并且因此凹槽具有一体式在第一玻璃板中形成的底部。玻璃板中形成的底部。玻璃板中形成的底部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一体式玻璃反应容器、制造方法和分析方法
[0001]本专利技术涉及一种制造由玻璃制成的反应容器的方法，所述反应容器构造为在玻璃中的凹槽的形式。反应容器在玻璃中以一种布局形成，所述玻璃是一体式的，使得反应容器在一体式的玻璃、尤其玻璃板中形成。该方法产生多个在一体式玻璃中形成的反应容器的布局，例如分别有8x12个反应容器的25x25的区域的布局。在由第一玻璃板构成的一体式的玻璃板中形成多个反应容器。
[0002]该方法的优点是，没有机械作用地在实心的玻璃上形成凹槽，凹槽形成反应容器，反应容器因此不具有机械损伤、例如微裂缝。反应容器具有较大的深度与直径的纵横比。另一个优点是，制造反应容器的方法至少可以在没有对玻璃表面的选择性涂层的情况下进行，在该玻璃表面中形成反应容器的横截面开口，可选的是在没有对玻璃的表面的任何涂层的情况下进行，在该玻璃中形成反应容器。

技术介绍

[0003]多伊奇等人在文献Lab Chip，2006，69，995
‑
1000中描述了通过在涂覆由铬和其上的光致抗蚀剂构成的掩膜后进行蚀刻在玻璃板中制造直径为20μm，深度为8μm的反应容器。
[0004]文献US 2003/0211014 A1描述了通过用超声波加载的工具和在工具与玻璃之间的磨料在玻璃中制造反应容器。
[0005]文献EP 1 867 612 A1描述了具有96个杯状件的微量滴定盘，微量滴定盘由紫外线可透过的并通过玻璃熔块与玻璃板连接的玻璃构成的底部构成，在玻璃板中连续的凹槽构成杯状件的侧壁。
[0006]文献EP 2 011 857 A1描述了通过光刻方法在微量滴定盘的底部上形成表面结构。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种替代的制造方法，其尤其适合于在玻璃中体积整体较小的情况下制造具有较大纵横比的反应容器，以及提供一种多个这种反应容器在玻璃中的布局。优选的是，所述方法应适于提供这种反应容器的布局，其中玻璃在用光照射时形成与反应容器中的细胞的较高的光学对比。
[0008]专利技术的说明
[0009]本专利技术以权利要求的特征并且尤其以用于制造由玻璃制成的反应容器的方法以及用所述方法得到的由玻璃制成的反应容器解决上述技术问题。所述方法具有步骤：
[0010]1.将可透射玻璃板的波长的激光束入射、优选点状并且进一步优选垂直地入射到玻璃板的表面的位置上，在所述位置处应分别形成作为反应容器的凹槽，其中，激光束优选由激光脉冲构成，例如具有最大100μs的脉冲长度，并且激光脉冲的焦点位置被这样设置，即激光脉冲的焦点尤其在激光辐射的传播方向上不在玻璃板的整个厚度上延伸，并且第一玻璃板在应形成凹槽的位置处在多个相互间隔的部位处被激光脉冲照射，
[0011]2.蚀刻玻璃板以形成凹槽，优选持续时间足以产生沿所述位置优选至少40μm或至
少30μm深度的凹槽，优选具有深度与直径的纵横比为至少2、至少4、至少5或至少6，所述直径在第一表面的平面内测量，
[0012]其中，当凹槽仅在第一玻璃板的部分厚度上延伸时玻璃板的蚀刻结束，并且因此凹槽具有在第一玻璃板中一体式构成的底部，使得形成反应容器的凹槽的底部优选在激光脉冲入射的每个部位处都具有凹槽，或在激光脉冲入射的每个部位处由凹槽形成或由凹槽构成。
[0013]激光脉冲的焦点位置的设置“其焦点尤其在激光辐射的传播方向上不在玻璃板的整个厚度上延伸”可以由此实现，即这样设置激光脉冲的焦点位置，使得激光脉冲的焦点尤其在激光辐射的传播方向上仅在玻璃板的部分厚度上延伸，例如在玻璃板的第一厚度部段上延伸。
[0014]每个玻璃板在此可以是由具有大于其厚度的横向尺寸的玻璃制成的物体。因此，玻璃板可以具有矩形、圆形或其他形状的周部，该周部将玻璃板的相对的表面限界。
[0015]反应容器由玻璃板中的凹槽形成，其中，凹槽具有正好一个开口，开口位于玻璃板的第一表面的平面内。反应容器的应用不限于化学反应，还包括生物化学、生物和物理过程。这些可以是通过单个细胞、细菌、病毒、蛋白质等或它们的集群的过程，所述细胞可以是动物或植物细胞或酵母细胞。
[0016]点状照射通过将激光辐射聚焦在尺寸为几微米、例如1到10μm或直至5μm的点上实现。在此有利的是，激光辐射的焦点在沿激光束的传播方向的长度上延伸，该长度明显大于具有高斯型廓的相应激光束的瑞利长度。这可以通过适当的光学装置，例如衍射光学元件实现。入射(Einstrahlen)可以不是穿透玻璃板的入射，而是深度较小地直至第一玻璃板的邻接在第一表面上的第一厚度部段，例如方式是激光辐射的焦点在激光辐射的传播方向上不在玻璃板的整个厚度上延伸，而激光辐射从玻璃板的第一表面仅延伸至邻接在第一表面上的第一厚度部段，并在第一厚度部段中结束，使得激光辐射没有延伸到玻璃板的与第一厚度部段相接的第二厚度部段。因为在激光辐射和玻璃板的材料之间的交互作用仅在焦点中进行，因此可行的是，使得交互作用区域在玻璃板的第一厚度部段内终结。激光辐射优选由激光脉冲构成。
[0017]第一玻璃板的第一表面，以及在没有由抗蚀剂构成的涂层的情况下的与第一表面相对置的第二表面，在蚀刻过程中在激光入射到玻璃板上和激光束相对地射出的位置处明显比相邻的区域更快地被去除。因此，玻璃板的第一表面的区域由于没有例如由抗蚀剂构成的涂层而与点状激光照射的位置有间距地被更缓慢和均匀地去除。因此，第一表面除了凹槽外由布置在平面中的多个表面部段形成，凹槽从该平面出发延伸到玻璃板的玻璃体积中。表面部段由位于凹槽之间的壁的端面形成，所述表面部段布置在共同的平面内并形成第一表面，所述凹槽从所述第一表面内凹。
[0018]一般可选的是，在具有或由所述步骤组成的所述方法中，用抗蚀剂完全地为玻璃板的第二表面涂层，以便避免构造从第二表面向玻璃板内的凹陷或者说避免从该表面均匀地去除。根据本专利技术，在入射时控制脉冲状的激光束，使强度仅足以穿过第一玻璃板的厚度的第一部分，以沿光路将玻璃板修改或者编辑，例如方式是设置焦点位置相对于玻璃板的第一表面的距离。为此，例如设置激光脉冲的焦点位置，使得激光脉冲仅进入第一玻璃板到一厚度部段。
[0019]可选的是，在步骤1中点状入射的、在步骤2中被蚀刻的、应形成反应容器的凹槽的位置布置在玻璃板的第一表面的平面中，间距至少或正好是其中一个反应容器的直径加上反应容器之间的壁的厚度。反应容器的直径可以通过反应条件和蚀刻的持续时间设置，因为蚀刻集中围绕入射的激光束穿过玻璃板的线性路径地进行。布置在反应容器之间的壁在共同的平面中结束。这些壁的端面位于共同的平面内并形成第一表面或在共同的平面内形成第一表面，其中，第一表面被凹槽中断。第一表面优选仅被凹槽的横截面中断。
[0020]激光束优选在其入射到玻璃板上的每个位置处都是脉冲式的，例如具有1064nm至515nm的波长，优选具有最大100ps或最大50ps，优选最大10ps的脉冲长度。一般激光器布置为使激光束在这些位置之间不碰到玻璃板。优选的是，激光束点状并垂直于玻璃板的表面入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造多个由玻璃制成的反应容器的方法，反应容器构造为在一体式的第一玻璃板(1)中的凹槽(2)，所述方法具有步骤：1.将可透射玻璃板(1)的波长的激光脉冲在间隔的部位(12)处分别入射到玻璃板(1)的位置上，在所述位置处应分别形成作为反应容器的凹槽(2)，其中，激光脉冲的焦点位置被设置为，激光脉冲的焦点不在第一玻璃板(1)的整个厚度上延伸，2.蚀刻玻璃板(1)以形成凹槽(2)，蚀刻的持续时间足以形成沿所述位置具有深度的凹槽(2)，3.其中，当凹槽(2)的深度仅为第一玻璃板(2)的部分厚度时，结束对玻璃板(1)的蚀刻，并且因此凹槽(2)具有在第一玻璃板(1)中一体式构成的底部(3)，其中，在位置的每个部位(12)处都形成在底部中凹形的凹部。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，凹槽(2)的深度是至少30μm。3.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述凹槽(2)具有深度与直径的纵横比为至少2，所述直径在第一表面(4)的平面内测得。4.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，第一玻璃板(1)在应形成凹槽(2)的位置处在多个以相同间距相互间隔的部位(12)处被激光脉冲照射。5.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在一部分部位(12)处激光脉冲深度较小地入射到第一玻璃板(1)中直至第一厚度部段(20)，方式是激光脉冲的焦点位置设置成激光脉冲的焦点仅延伸至第一厚度部段(20)，并且在一部分部位(12)处激光脉冲深度较大地入射到玻璃板(1)中直至邻接的第二厚度部段(21)，方式是激光脉冲的焦点位置设置成激光脉冲的焦点仅延伸至第二厚度部段(21)，其中，在蚀刻过程中构成在第一厚度部段(20)上延伸的凹槽(2)和被子壁(22)间隔开的多个子凹槽(2')，所述子凹槽在第二厚度部段(21)上延伸。6.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述位置(12)以最大10μm的间距布置，其中，至少三个部位相互间隔至少20μm。7.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，激光脉冲以一定的强度入射到玻璃板上，使激光脉冲处理玻璃板(1)，直至焦点位置。8.按照上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在第一玻璃板(1)的应形成凹槽(2)的位置处，激光束在周向闭合的路径上入射。9.按照权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：R克鲁格，M舒尔兹鲁藤伯格，J瓦恩阿尔斯特，M沃勒，
申请(专利权)人：LPKF激光电子股份公司，
类型：发明
国别省市：