本发明专利技术公开了一种异质倒置流式芯片及其制备方法，包括聚甲基丙烯酸甲酯材质的上支持体和下支持体、封装于上下支持体之间的玻璃芯片片基，上支持体上设置与芯片片基对应的芯片卡槽，下支持体上设置端口伸出芯片边缘的微导流槽，近下支持体一侧的芯片片基上设置向下的若干检测探针，检测探针的设置位置与微导流槽相对应，上支持体上设置与微导流槽端口对应的锥形微导流孔。本发明专利技术是一种可靠、成本更低、便于大批量生产的新型流式芯片，充分利用PMMA材质加工工艺成熟、材料成本低的特点，设置的微通道为实验提供反应空间，而检测探针以向下的方式则设置于方便固定标记的玻璃片上，结构新颖合理、材料和加工成本大幅度降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微系统芯片，具体的说是一种。
技术介绍
流式芯片来自于早期的微型全面分析系统(Miniaturized Total AnalysisSystem, u _TAS)，微型全面分析系统是指把实验室常见的多项操作通过微型化、自动化技术集成到一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。流式芯片技术是目前迅速发展的高新技术和多学科交叉科技前沿领域之一，是生命科学、化学科学与信息科学信号检测和处理方法研究的重要技术平台。流式芯片具有集成度高、分析速度快、检测通量大、能耗低、污染小等特点。因此，流式芯片在生物研究、环境监测、卫生检疫、司法鉴定等众多领域的应用前景极为广阔。通常流式芯片通过自动化技术、微加工技术将微装置和微通道集成到芯片支持体 上用于完成实验室分析过程。在芯片的制备过程中，一方面需要利用自动化、微加工等技术在支持体上加工设置微通道微装置，另一方面还需要将大量抗原或抗体、已知序列的核酸或蛋白质片段的各种生物分子作为检测探针固定标记在支持体上，通过待检标本与标记的检测探针进行反应，分析待检标本的相应成分。制作芯片的支持体需要是加工工艺相对成熟、固体片状或者膜、表面带有活性基因以便于连接并有效固定标记各种生物分子的材料。目前，实验室使用的流式芯片一般是在包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅烷(PDMS)和聚碳酯(PC)在内的常用有机聚合物上通过微加工或者激光刻蚀技术加工得到设置加样口、出样口的微通道，结构比较简单，涉及加工技术主要有热压法、注塑法、印章法，多数只是为了进行实验进行的简易操作。并且由于受所使用材料的限制，通常这种材料上不适宜多种功能的集成，不适于通过微加工技术设置各种微装置，通常是通过化学反应把核酸探针或cDNA片段，固定标记在聚合物板材上，用荧光或放射性标记的靶基因与其杂交，通过荧光检测技术或放射显影技术进行检测。这些材料溶于许多有机溶剂，生物兼容性不好，标记探针的成功率也不高，通常只适用实验室研究，并不能应用于量产。商业上使用的芯片通常是使用硅质支持体。硅质支持体有很好的电渗质和优良的光学性质，加工工艺成熟，生物兼容性好，有多种化学方法可以进行表面改性进一步提高芯片的性能，这种材质通常用点样法或原位合成法把检测探针固定标记在支持体上，通过与突光标记的祀基因杂交进行检测。该方法把微电子光刻技术与DNA化学合成技术相结合，可以使芯片的探针密度大大提高，减少固定探针用的试剂用量，实现标准化和批量化大规模生产，有十分重要的发展潜力。硅质基片有硅片、玻璃片等材料，其中硅作为集成电路工艺最基本的材料，制作工艺成熟，可以实现系统的高度集成。但是芯片上的微通道尺寸通常在几十甚至几百微米以上，在硅支持体上完成这样的尺度的加工，需要一些特殊的工艺和相对应的仪器，如LIGA、DRIE、ICP等，制作成本高昂，制作工艺非常复杂，加工周期长，需要成熟的技术才可以完成。相对来讲，玻璃支持体由于表面光滑、质地均一、化学活性强、易于化学修饰而被广泛使用。同时还具有成本低、产量高、本底荧光值低等特点，更适于作为检测探针的载体。但是却存在封装难度大的缺点。另外，不论是实验室还是商业上使用的芯片上，都是将检测探针设置在支持体的上表面上，检测探针的标记面和检测探针裸露在外面或者相对封装不严密，容易受到污染，并且检测探针难免受到诸如压力等外界变量因素的影响，检测探针的安全与稳定性相对不足，影响芯片质量及寿命。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种廉价高效的。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是异质倒置流式芯片，包括上支持体、下支持体、封装于上下支持体之间的芯片片基，上支持体上设置与芯片片基对应的芯片卡槽，下支持体上设置端口伸出芯片边缘的微导流槽，靠近下支持体一侧的芯片片基表面上设置向下的若干检测探针，检测探针的位置与微导流槽相对应，上支持体上设置与微导流槽端口对应的微导流孔，所述微导流槽设置两个或两个以上位于芯片边缘以外的端口，上支持体的微导流孔对应为两个或两个以上，微导流孔为上粗下细的锥形导流孔。本专利技术的进一步改进在于所述下支持体和上支持体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅烷(PDMS)和聚碳酯(PC)有机聚合物中的一种，芯片片基的材质为硅或玻璃。本专利技术的制备方法在于步骤A:检验下支持体的板材质量后，切割下支持体毛坯件，用铣床切削整理毛坯的外形尺寸，通过激光刻蚀技术在毛坯表面加工微导流槽，对毛坯进行粗抛光和细抛光，抛光后的下支持体用软纸包装或贴保护膜；步骤B :检验上支持体的板材质量后，切割上支持体毛坯件，用铣床切削整理毛坯的外形尺寸，通过激光刻蚀技术在毛坯表面加工芯片卡槽、微导流孔，对毛坯进行粗抛光和细抛光，抛光后的上支持体用软纸包装或贴保护膜；步骤C :检验芯片片基的板材质量后，切IllJ芯片片基毛还件，整理外形尺寸，对芯片片基进行清洗、干燥，在芯片上固定检测探针，涂上固定胶后风干15 20秒； 步骤D :芯片片基的涂胶面向下，定位准确后固定粘贴到下支持体上，将上支持体涂抹固定胶后风干15 20秒，定位准确后固定粘贴到下支持体和芯片片基上。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是本专利技术在使用时，将取样液体从上支持体一端的导流孔注入到微导流槽与芯片片基形成的微通道内，将芯片置于空气微注器下，空气微注器从导流孔注入空气，控制注入空气的容量与速度，推动液体沿微通道运行并与检测探针反应，从检测设备的检测窗口观察实验现象，并根据检测数据得出试验结果。当还需要加入反应液进行实验室，可以根据需要控制导流槽一端的端口为两个或者多个。本专利技术使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅烷(PDMS)和聚碳酯(PC)等有机聚合物制作支持体，材料成本低，且不需要使用复杂的微加工技术，只需激光刻蚀加工微导流槽，为微反应体系创造条件，加工工艺成熟，不仅可以有效降低了加工成本和加工难度，还增加芯片强度，保护芯片不受破坏，起到芯片封装的作用。而芯片片基则使用硅、玻璃的硅质材料，可以用现有的点样法或者原位合成法固定检测探针，探针密度大大提高，便于实现标准化和批量化大规模生产。本专利技术把芯片检测探针的标记面倒置，而不象常用芯片那样置于芯片表面。一方面保护了芯片片基探针标记面和检测探针，另一方面还为微系统提供了更好的反应条件，同时还降低了芯片的封装成本。本专利技术是一种可靠、成本更低、便于大批量生产的新型流式芯片。设置聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的上下支持体及倒置式玻璃芯片片基的三层结构，充分利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质加工工艺成熟、材料成本低的特点，设置的微通道为实验提供反应空间，而检测探针则设置于方便固定标记的玻璃片上，结构新颖合理、材料和加工成本大幅度降低。而且检测探针置于支持体的保护之下，质量更稳定，保质期更长。使用空气微注器等从锥形的导流孔注入空气驱动实验液体运动，一方面空气微注器与锥形导流孔结合紧密，便于操纵，另一方面气压驱动更简单，流体控制更精确。附图说明图I是本专利技术结构示意图； 图2是图I的A-A向视图。其中，I、上支持体，2、芯片片基，3、下支持体，21、检测探针，31、加样口，32、出样口，33、微导流槽。具体实施例方式下面本文档来自技高网...
【技术保护点】
异质倒置流式芯片，其特征在于：包括上支持体(1)、下支持体(3)、封装于上下支持体之间的芯片片基(2)，上支持体(1)上设置与芯片片基对应的芯片卡槽，下支持体(3)上设置端口伸出芯片边缘的微导流槽(33)，靠近下支持体(3)一侧的芯片片基表面上设置向下的若干检测探针(21)，检测探针的设置位置与微导流槽相对应，上支持体(1)上设置与微导流槽端口对应的微导流孔，所述微导流槽(33)设置两个或两个以上位于芯片边缘以外的端口，上支持体的微导流孔对应为两个或两个以上，微导流孔为上粗下细的锥形导流孔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：白向阳，
申请(专利权)人：白向阳，
类型：发明
国别省市：
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