一种玻璃-镂空薄膜-玻璃的夹心微流控芯片制造技术

技术编号:39737634 阅读:12 留言:0更新日期:2023-12-17 23:39
本发明专利技术公开了一种玻璃

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片


[0001]本专利技术涉及微流控芯片制作领域,尤其是涉及一种玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片制作方法


技术介绍

[0002]单个细胞是地球上生命的基本单元和进化的基本单位,因此,单细胞分析技术,即在单个细胞精度上的功能识别与表征,能够在最“深”的水平挖掘生命元件

刻画细胞功能与理解生命过程

目前单细胞表型测试技术已发展了主要包括荧光流式

荧光液滴流式

拉曼流式

质谱流式等技术

单细胞拉曼光谱
(SCRS)
由数千个共振或非共振拉曼峰组成,它们单独或联合可以模拟特定的细胞生化或代谢表型

因此,
SCRS
可以像基于功能的即时照片一样捕捉细胞的代谢状态

通过
SCRS
对细胞进行分类,拉曼激活细胞分选
(RACS)
有望成为筛选生物部件

模块或细胞的强大平台,因为它是无标签

无培养

无侵入性的,并且广泛适用于各种细胞
。RACS
技术的核心是微流控芯片,单细胞拉曼信号的采集往往是依托微流控芯片进行的,由于拉曼光谱的广谱性特点,在进行单细胞拉曼光谱采集时,不免会受到芯片背景的干扰
。<br/>石英是一种比较理想的材料,在进行单细胞拉曼光谱采集时,石英的背景信号对细胞的拉曼信号产生干扰极小

所以石英是进行拉曼光谱采集的理想的微流控芯片材质

[0003]目前传统的石英微流控芯片的制作主要包括蚀刻通道和键合

其中通道的蚀刻工艺复杂,成本高,且难以制作高深宽比的通道

另外芯片的键合对环境

设备要求极高

石英微流控芯片的制作成本高,加工工艺复杂极大的限制了
RACS
技术的推广应用


技术实现思路

[0004]本申请公开了一种玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片,包括以下方法:模具的制备:制作模板,将
PDMS
高聚物倒在模板上,
PMDS
高聚物固化后脱模为
PMDS
层,然后进行封装,即可完成模具的制备;镂空薄膜的制备:,将未固化的
PDMS
高聚物通过泵入模具中,加热凝固后,即可制备出镂空薄膜;通过键合转移的方式将镂空薄膜转移到基板上;夹心微流控芯片的制作:将镂空薄膜通过键合方式转移到基板上之后,然后在镂空薄膜的另外一侧再次键合一片基板,就可以完成夹心芯片的制作

[0005]通过采用上述技术方案,能够制作出玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片,相比较目前传统的玻璃蚀刻制备微流控芯片的方法,更简单,成本低

因为不需要对玻璃片进行通道蚀刻,可以减少加工的难度,不需要进行玻璃与玻璃的键合,成功率高

同时相比于玻璃芯片蚀刻工艺难以制作高深宽比的通道,玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片具有灵活的通道深宽比,只需要制作不同厚度的镂空薄膜即可实现

通过镂空薄膜制作而成的微流控芯片,因为夹于两个基板之间的是镂空薄膜,故微流控芯片的通道是被两片基板进行封装,可以使通道的上下均不存在
PDMS
高聚物,使得在使用微流控芯片进行单细胞拉曼
信号检测时不受芯片材质影响,所获得的单细胞拉曼信号质量好

[0006]可选的,所述模具的制备步骤中,选用硅片制作模板,
PDMS
高聚物固化完成后,需要在
PMDS
层背离通道结构的一侧打进样口和出样口用于制作薄膜所需材料的灌入和流出;
PMDS
层在封装时,对具有通道结构的一侧采用玻璃或
ITO
玻璃进行键合封装

[0007]通过采用上述技术方案,硅片便于加工,也便于加工后对模板进行二次调整,从而能够使制作出来的模具更加精准,且采用玻璃或
ITO
玻璃进行封装,因为玻璃或
ITO
玻璃和
PDMS
高聚物之间的范德华力小于镂空薄膜和
PDMS
高聚物之间,便于镂空薄膜的脱模,且同时因为镂空薄膜此时还是嵌设于模具上的通道内,则模具能够对镂空薄膜进行限制,使镂空薄膜不会轻易的产生变形

[0008]可选的,所述制作模具时使用的
PDMS
高聚物中
PDMS
单体和固化剂的混合比为
13
:1,制作
PDMS
薄膜时使用的
PDMS
高聚物中
PDMS
单体和固化剂的提交比为8:
1。
[0009]通过采用上述技术方案,
PDMS
薄膜所需高聚物
PDMS 单体与固化剂的比例不同与
PDMS
层所用的
PDMS
高聚物中的
PDMS
单体和固化剂的比例,方便后续
PDMS
薄膜从
PDMS
层出剥离下来

同时
PDMS
层所需高聚物中固化剂的比例较低,目的是使得模具具有更好的弹性,方便剥离

[0010]可选的,所述镂空薄膜的制备步骤中:未固化的
PDMS
高聚物在模具中,加热凝固后,即可得到镂空薄膜;然后将
PDMS
层和薄膜一起从玻璃片上剥离;剥离的过程中,
PDMS
薄膜附着在
PDMS
层上,因为
PDMS
层能够对薄膜进行固定,使薄膜不容易变形

[0011]通过采用上述技术方案,

[0012]可选的,所述镂空薄膜制备的步骤中,还包括薄膜的转移:为了获得薄膜,需要将薄膜从
PDMS
层中剥离出来,采用键合转移的方式将薄膜转移到基板上,具体操作为将
PDMS
层和薄膜整体放入氧等离子体中与基板键合,并且使
PDMS
层嵌有薄膜的一侧朝向基板,则使
PDMS
层和薄膜同时键合在基板上;对
PDMS
层进行单独的剥离,此时
PDMS
薄膜键合在石英片上的力大于
PDMS
薄膜与
PDMS
层之间的范德华力

氢键等粘附力作用,所以薄膜会与
PDMS...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片,其特征在于:包括以下方法:模具的制备:制作模板,将
PDMS
高聚物倒在模板上,
PMDS
高聚物固化后脱模为
PMDS
层,然后进行封装,即可完成模具的制备;镂空薄膜的制备:,将未固化的
PDMS
高聚物通过泵入模具中,加热凝固后,即可制备出镂空薄膜;通过键合转移的方式将镂空薄膜转移到基板上;夹心微流控芯片的制作:将镂空薄膜通过键合方式转移到基板上之后,然后在镂空薄膜的另外一侧再次键合一片基板,就可以完成夹心芯片的制作
。2.
根据权利要求1所述的一种玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片,其特征在于:所述模具的制备步骤中,选用硅片制作模板,
PDMS
高聚物固化完成后,需要在
PMDS
层背离通道结构的一侧打进样口和出样口用于制作薄膜所需材料的灌入和流出;
PMDS
层在封装时,对具有通道结构的一侧采用玻璃或
ITO
玻璃进行键合封装
。3.
根据权利要求2所述的一种玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片,其特征在于:所述制作模具的步骤中,所述制作模具时使用的
PDMS
高聚物中
PDMS
单体和固化剂的混合比为
13
:1,制作
PDMS
薄膜时使用的
PDMS
高聚物中
PDMS
单体和固化剂的混合比为8:
1。4.
根据权利要求1所述的一种玻璃

镂空薄膜

玻璃的夹心微流控芯片,其特征在于:所述镂空薄膜的制备步骤中:未固化的
PDMS
高聚物在模具中,加热凝固后,即可得到镂空薄膜;然后将
PDMS
层和薄膜一起从玻璃片上剥离;剥离的过程中,
PDMS
薄膜附着在
PDMS
层上,因为
PDMS

【专利技术属性】
技术研发人员:刁志钿王喜先张嘉萍徐健马波
申请(专利权)人:中国科学院青岛生物能源与过程研究所
类型:发明
国别省市:

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