[發明專利]一種用于固相微萃取的三維電聚焦微流控芯片及其制作方法有效
| 申請號: | 201710348908.5 | 申請日: | 2017-05-17 |
| 公開(公告)號: | CN107199060B | 公開(公告)日: | 2019-07-26 |
| 發明(設計)人: | 錢翔;唐杭斌;于賜龍;王曉浩;余泉;倪凱 | 申請(專利權)人: | 清華大學深圳研究生院 |
| 主分類號: | B01L3/00 | 分類號: | B01L3/00;B01D15/10;G01N1/40;G01N27/68 |
| 代理公司: | 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223 | 代理人: | 王震宇 |
| 地址: | 518055 廣東*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 用于 固相微 萃取 三維 聚焦 微流控 芯片 及其 制作方法 | ||
1.一種用于固相微萃取的三維電聚焦微流控芯片,其特征在于,包括上下兩層,分別為氣路液路層和氣路層,或者為具有相同氣路液路結構的兩層氣路液路層;所述氣路液路層包含氣路流道和與所述氣路流道相連的氣路儲存池,液路流道和與所述液路流道相連的液路儲存池,所述液路流道形成有用于存儲固相萃取顆粒的瓶頸結構;所述氣路層與所述氣路液路層中的氣路結構相同,包含氣路流道和氣路流道相連的氣路儲存池;所述氣路液路層中,所述氣路流道從所述氣路儲存池開始形成一條流道,在中途分成兩條氣路流道,對稱分布于所述液路流道兩側,并且最終在所述液路流道處相交相通,形成噴嘴;上下兩層合并的所述氣路流道的深度大于所述液路流道的深度,且所述液路流道的出口在橫向和流道深度方向均位于合并的氣路流道的中間位置,其中所述液路流道與所述液路儲存池相連接的段具有235μm的寬度,且所述液路流道與所述液路儲存池相連接的段在靠瓶頸結構處填充有固相萃取粒子,所述液路流道與所述噴嘴相連接的段具有75μm的寬度,所述瓶頸結構的寬度為25μm,長度為35μm,所述液路流道通過所述瓶頸結構萃取相關目標化合物,且經所述液路流道和所述氣路流道合并的氣液兩相流形成氣包液的流體噴霧形式,產生微小霧化液滴。
2.如權利要求1所述的三維電聚焦微流控芯片,其特征在于,所述三維電聚焦微流體芯片所用材料是高聚物聚二甲基硅氧烷即PDMS,三維聚焦微流體芯片包括相鍵合的上下兩片PDMS,且兩片PDMS都包含有流道結構;其中一片PDMS結構層包含氣路流道和液路流道,另外一片PDMS襯底層包含氣路流道和液路流道,兩片PDMS上下合并后各自的氣路流道和液路流道對應上下合并,或者,其中一片PDMS結構層包含氣路流道和液路流道,另外一片PDMS襯底層包含氣路流道,兩片PDMS上下合并后各自的氣路流道對應上下合并。
3.如權利要求1至2任一項所述的三維電聚焦微流控芯片,其特征在于,所述氣路流道與所述液路流道夾角在0-90°之間。
4.如權利要求1至2任一項所述的三維電聚焦微流控芯片,其特征在于,所述噴嘴具有寬度為50μm的收縮噴霧小孔。
5.如權利要求1至2任一項所述的三維電聚焦微流控芯片,其特征在于,由所述氣路流道與所述液路流道所形成的所述噴嘴直接從光刻膠形成的模具中脫模成型。
6.一種制作權利要求1至5任一項所述的三維電聚焦微流體芯片的制作方法,其特征在于,包括以下步驟:
使用氣路液路層掩膜版和氣路層掩膜版進行模具制作;
其中,氣路液路層掩膜版的透光區域包括對應于氣路流道和氣路儲存池、液路流道和液路儲存池的區域,用于在對硅基片上的光刻膠曝光過程中定義氣路流道和氣路儲存池、液路流道和液路儲存池;氣路層掩膜版的透光區域包括對應于氣路流道和氣路儲存池的區域,用于在對硅基片上的光刻膠曝光過程中定義氣路流道和氣路儲存池;
模具制作過程中,在第一硅基片上甩最底層光刻膠后,通過氣路液路層掩膜版對最底層光刻膠曝光,顯影后形成氣路液路層;再在第一硅基片上甩上層光刻膠后,通過氣路層掩膜版對上層光刻膠曝光,顯影后形成氣路層,以用來加深第一次曝光形成的氣路流道,由此制作出對應于形成PDMS結構層的模具;再對第二硅基片重復上述過程,或者,對第二硅基片僅進行針對氣路層掩膜版的甩膠、曝光、顯影過程,由此制作出對應于形成PDMS襯底層的模具;
然后,使用相應模具分別成型出PDMS結構層和PDMS襯底層;
再后,將PDMS結構層和PDMS襯底層對齊,鍵合形成一塊完整的三維聚焦微流體芯片;
氣路液路層掩膜版和氣路層掩膜版均含有對齊結構,用于曝光時將光刻膠形成的已有結構與在后使用的掩膜版對齊。
7.如權利要求6所述的三維電聚焦微流體芯片的制作方法,其特征在于,氣路液路層掩膜版對應的制作完成一次或者兩次甩膠、曝光、顯影過程,氣路層掩膜版對應的制作過程完成至少三次甩膠、曝光、顯影過程,以使得氣路流道的厚度遠大于液路流道厚度,從而有利于液體從液路中噴出后懸浮于氣體中,而不與流道壁面接觸。
8.如權利要求6或7所述的三維電聚焦微流體芯片的制作方法,其特征在于,所述光刻膠采用SU-8膠。
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