一种微流控芯片及其制备方法、分离方法技术

本发明专利技术提供一种微流控芯片及其制备方法、分离方法，所述微流控芯片，由铌酸锂基底与PDMS基片键合而成，所述铌酸锂基底上面设有声波发生器及偏转电极，所述PDMS基片上设置有微流道系统及充电电极，所述微流道系统包括：分散相入口、第一连续相入口、第二连续相入口、多个收集出口、分散相输送道、连续相输送道、液滴生成流道、融合输送流道及多条分选流道。本发明专利技术技术方案能够解决现有技术中单细胞筛选分离效果不理想的缺陷。离效果不理想的缺陷。离效果不理想的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及其制备方法、分离方法


[0001]本专利技术涉及微流控
，特别涉及一种微流控芯片及其制备方法、分离方法。

技术介绍

[0002]借助于微流控芯片技术的不断发展，作为微流控
的重要组成部分，液滴微流控技术从无到有，发展迅速。液滴微流控旨在通过不相容的多相流体构造离散的微液滴，微液滴相互独立的性质可保证生化反应在像隔室一样的微液体环境中进行，因此液滴微流控技术也被称为“数字微流体技术”，可实现数字化、可编程化，为解决生化医疗方面极具挑战的研究问题提供了平台。
[0003]鉴于微液滴技术消耗试剂少，均匀性好，具有较高的比表面积，可独立控制的优点，微液滴已成为生物、化学、医疗、材料制备应用中的重要实验平台。复杂的生化研究往往涉及液滴样品的封装、混合、反应和测量等一系列复杂的处理过程，液滴分选、分裂、融合、捕获、释放等精准液滴操控技术将使这些复杂的处理过程变得更加便捷、简单，其中液滴分选是基于液滴生化研究的最基础技术。
[0004]目前，基于微滴微流控技术高通量生成单细胞液滴的方法依赖于高精度微泵的压强的精确控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声表面波聚焦的液滴静电分选微流控芯片，由铌酸锂基底与PDMS基片键合而成，其特征在于，所述铌酸锂基底上面设有声波发生器及偏转电极，所述PDMS基片上设置有微流道系统及充电电极，所述微流道系统包括：分散相入口、第一连续相入口、第二连续相入口、多个收集出口、分散相输送道、连续相输送道、液滴生成流道、融合输送流道及多条分选流道；所述声波发生器适于对所述分散相入口进入的微粒进行聚焦；所述分散相输送道连接至所述分散相入口，所述连续相输送道连接所述第一连续相入口及第二连续相入口，并与所述分散相输送道形成十字交叉，从该十字交叉处连接所述液滴生成流道及所述充电电极；所述液滴生成流道连接至所述融合输送流道，所述融合输送流道具有汇聚端，所述汇聚端呈辐射状分成所述多条分离通道，所述多条分离通道分别与所述多个收集出口连接；所述充电电极适于对所述液滴生成流道中的滴液进行充电；所述偏转电极适于对所述融合输送流道提供偏转电压，使所述微粒在所述汇聚端分离至所述分离通道。2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述声波发生器包括：布置于所述铌酸锂基底的第一叉指电极、第二叉指电极、第一反射栅及第二反射栅；所述第一叉指电极及第二叉指电极分别分散相输送道流道中心轴线为对称轴呈对称排布；所述第一反射栅及第二反射栅分别靠近所述第一叉指电极及第二叉指电极的信号输入端侧对称排布；所述第一叉指电极分别由第一长指、第二长指，第一汇流条，第二汇流条组成；所述第一汇流条和所述第二汇流条均沿竖直方向延伸，且相对设置；所述第一长指、第二长指均沿水平延伸，且均位于第一汇流条和第二汇流条之间；所述第一长指沿竖直方向交替排列且均与所述第一汇流条连接；所述第二长指竖直方向交替排列且均与所述第二汇流条连接；所述第一长指和第二长指具有一定间隙；所述第二叉指电极分别由第三长指、第四长指，第三汇流条，第四汇流条组成；所述第三汇流条和所述第四汇流条均沿竖直方向延伸，且相对设置；所述第三长指、第四长指均沿水平延伸，且均位于第三汇流条和第四汇流条之间；所述第三长指沿竖直方向交替排列且均与所述第三汇流条连接；所述第四长指竖直方向交替排列且均与所述第四汇流条连接；所述第三长指和第四长指具有一定间隙。3.如权利要2所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一长指、第二长指、第三长指、第四长指宽度为25微米，所述第一反射栅及第二反射栅的金属带宽度为25微米。4.如权利要1或2所述的微流控芯片，其特征在于，所述叉指电极通过Lift
‑
Off工艺制备得到。5.如权利要1或2所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一叉指电极、第二叉指电极、第一反射栅及第二反射栅由氧化硅
‑
铝自底层往上堆叠构成。6.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述偏转电极包括：布置于所述铌酸锂基底的第一L型电极及第二L型电极，所述第一L型电极及第二L型电极以所述融合输送流道流道中心轴线为对称轴呈对称排布。7.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，相邻的分离通道之间的夹角为30
°
。
8.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述连续相输送道为矩形流道，该矩形流道的宽为60微米，深度为150微米；所述分散相输送道为矩形流道，该矩形流道的宽为100微米，深度为150微米；所述液滴生成流道包括第一部分流道及第二部分流道，所述第一部分流道为不等宽流道，所述第二部分流道为等宽流道；所述第一部分流道入口端宽度为70微米，出口端宽度为30微米，长度为30微米，深度为150微米；所述第二部分流道的宽度为30微米，深度为150微米，长度为30微米；所述第一部分流道的出口端与第二部分流道的入口端相连贯通；所述融合输送流道为不等宽流道，所述融合输送流道的入口端宽度为100微米，出口端的宽度为300微米，深度为150微米；所述第一分选流道、第二分选流道及第三分选流道均为等宽流道，所述第一分选流道及第三分选流道的宽度均为80微米，所述第二分选流道宽度为120微米，所述分选流道的深度均为150微米。9.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流道系统还包括：偏转流道；所述偏转流道为设于所述汇聚端两侧呈对称分布的第一U型流道及第二U型流道，所述U型流道具有两个流道端口，一个流道端口为导电溶液入口，另一个流道端口为排气口；当所述导电溶液入口通入所述导电溶液，所述偏转流道在所述汇聚端周围的流道形成空间电场区域，使带电微粒发生偏转。10.如权利要求9所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一U型流道及第二U型流道为矩形流道，底部流道的宽度为400微米、深度为150微米，两边流道的宽度为100微米、深度为150微米。11.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，还包括：布置于所述PDMS基片上表面的第一连续相入口接头、第二连续相入口接头、分散相入口接头及多个收集出口接头；所述第一连续相入口接头、第二连续相入口接头、分散相入口接头及多个收集出口接头依次与所述第一连续相入口、第二连续相入口、分散相入口及多个收集出口同轴配合并连接贯通。12.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述充电电极为一带状导电金属，所述充电电极的一端布置于在所述PDMS基板内部，未被所述PDMS基板包裹的另一端未所述充电电极的信号输入端。13.如权利要求12所述的微流控芯片，其特征在于，所述充电电极在所述PDMS基板内部的布置方向上与所述液滴生成流道的输送方向轴线垂直，在该垂直方向与所述液滴生成流道距离300微米。14.如权利要求1、12或13所述的微流控芯片，其特征在于，所述充电电极通过二次浇注的方式进行制备。15.一种基于声表面波聚焦的液滴静电分选微流控芯片，包括：PDMS基片，其特征在于，所述PDMS基片上设置有微流道系统及充电电极，所述微流道系统包括：分散相入口、第一连续相入口、第二连续相入口、多个收集出口、分散相输送道、连续相输送道、液滴生成流道、融合输送流道及多条分选流道；所述分散相输送道连接至所述分散相入口，所述连续相输送道连接所述第一连续相入口及第二连续相入口，并与所述分散相输送道形成十字交叉，从该十字交叉处连接所述液滴生成流道及所述充电电极；所述液滴生成流道连接至所述融合输送流道，所述融合输送
流道具有汇聚端，所述汇聚端呈辐射状分成所述多条分离通道，所述多条分离通道分别与所述多个收集出口连接；所述充电电极适于对所述液滴生成流道中的滴液进行充电。16.如权利要求15所述的微流控芯片，其特征在于，相邻的分离通道之间的夹角为30
°
。17.如权利要求15所述的微流控芯片，其特征在于，所述连续相输送道为矩形流道，该矩形流道的宽为60微米，深度为150微米；所述分散相输送道为矩形流道，该矩形流道的宽为100微米，深度为150微米；所述液滴生成流道包括第一部分流道及第二部分流道，所述第一部分流道为不等宽流道，所述第二部分流道为等宽流道；所述第一部分流道入口端宽度为70微米，出口端宽度为30微米，长度为30微米，深度为150微米；所述第二部分流道的宽度为30微米，深度为150微米，长度为30微米；所述第一部分流道的出口端与第二部分流道的入口端相连贯通；所述融合输送流道为不等宽流道，所述融合输送流道的入口端宽度为100微米，出口端的宽度为300微米，深度为150微米；所述第一分选流道、第二分选流道及第三分选流道均为等宽流道，所述第一分选流道及第三分选流道的宽度均为80微米，所述第二分选流道宽度为120微米，所述分选流道的深度均为150微米。18.如权利要求15所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流道系统还包括：偏转流道；所述偏转流道为设于所述汇聚端两侧呈对称分布的第一U型流道及第二U型流道，所述U型流道具有两个流道端口，一个流道端口为导电溶液入口，另一个流道端口为排气口；当所述导电溶液入口通入所述导电溶液，所述偏转流道在所述汇聚端周围的流道形成空间电场区域，使带电微粒发生偏转。19.如权利要求18所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一U型流道及第二U型流道为矩形流道，底部流道的宽度为400微米、深度为150微米，两边流道的宽度为100微米、深度为150微米。20.如权利要求15所述的微流控芯片，其特征在于，还包括：布置于所述PDMS基片上表面的第一连续相入口接头、第二连续相入口接头、分散相入口接头及多个收集出口接头；所述第一连续相入口接头、第二连续相入口接头、分散相入口接头及多个收集出口接头依次与所述第一连续相入口、第二连续相入口、分散相入口及多个收集出口同轴配合并连接贯通。21.如权利要求15所述的微流控芯片，其特征在于，所述充电电极为一带状导电金属，所述充电电极的一端布置于在所述PDMS基板内部，未被所述PDMS基板包裹的另一端未所述充电电极的信号输入端。22.如权利要求21所述的微流控芯片，其特征在于，所述充电电极在所述PDMS基板内部的布置方向上与所述液滴生成流道的输送方向轴线垂直，在该垂直方向与所述液滴生成流道距离300微米。23.如权利要求15、21或22所述的微流控芯片，其特征在于，所述充电电极通过二次浇注的方式进行制备。24.一种基于声表面波聚焦的液滴静电分选微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括：对一铌酸锂基片及一单晶硅片进行清洗并进行表面亲水处理；
在所述铌酸锂基片上制备叉指电极及偏转电极的图形；基于所述图形在所述铌酸锂基片上制备所述叉指电极及偏转电极的薄膜金属电极，以制备得到铌酸锂基底；基于所述单晶硅片进行芯片阳模制备，获得微流道系统阳模；对所述微流道系统阳模进行疏水化处理；将制备的PDMS材料浇筑于所述微流道系统阳模以制备PDMS微流道系统；制备充电电极并将所述充电电极放置于所述微流道系统；冷却所述PDMS的微流道系统并对所述微流道系统进行切割及打孔，以制备得到PDMS基片；将所述铌酸锂基底与PDMS基片键合。25.如权利要求24所述的制备方法，其特征在于，按如下步骤对铌酸锂基片进行清洗：将所述铌酸锂基片用丙酮、无水乙醇以及去离子水分别在超声清洗15min，取出用氮气枪吹干，放置在温度为常温的热板上，缓慢升温至120℃并加热30min，烘干得到干燥的铌酸锂基片。26.如权利要求24所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海纬冉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：