一種三基片微球篩選芯片及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型微球篩選芯片，從使用上講，是一種材料篩選的一種三基片微球篩選芯片及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控技術(shù)是在近些年發(fā)展起來的微型實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，主要用于生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)監(jiān)測等領(lǐng)域，在材料學(xué)的制備和應(yīng)用方面研宄應(yīng)用的不多。目前，隨著材料學(xué)在納微領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，材料學(xué)對納微微粒的研宄和使用越來越多，特別是微納米級別的微粒制備和篩選，越受人關(guān)注。在許多復(fù)合微粒的合成制備中，大多是利用液體作為載體。合成的微納米級的復(fù)合微球，也是在溶液中形成。那么如何迅速篩選溶液中的復(fù)合要求尺寸的合格微球，不僅是目前材料制備工藝方面需要解決的一個(gè)問題。同時(shí)也是微流控技術(shù)運(yùn)用到微球的制備的工程領(lǐng)域中去的一個(gè)方向。
[0003]因此，需要開發(fā)一種專業(yè)的微流控技術(shù)的微球篩選芯片，用于材料工程的制備方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種三基片微球篩選芯片，其主要由包含三片基底硬質(zhì)片，三層光刻膠的上下兩片芯片組成，其特征在于:在上片芯片的一端開有進(jìn)樣孔，長1mm的主通道一端與進(jìn)樣孔連通，另一端分為兩側(cè)兩條支通道，每條支通道，各自聯(lián)通一條篩選通道。兩條篩選通道的各自向內(nèi)側(cè)連續(xù)Z字形、對稱90°直角拐彎，最后在主通道的中間線匯入到一起，通過5mm長的通道與出樣孔連接。設(shè)計(jì)便于通道的排列。
[0005]每條篩選通道的每一個(gè)向通道內(nèi)的直角處都加工有一個(gè)篩選微通口，每個(gè)篩選微通口都連接一個(gè)小收集池；小收集池，通過池中心的垂直通孔與下片芯片的儲(chǔ)存池相通。在下片芯片上有呈矩形的A收集單元、B收集單元、C收集單元3個(gè)收集單元，分別對應(yīng)著上片芯片的兩條篩選通道的3段通道和3段內(nèi)的小收集池。采用重力流動(dòng)，收集篩選的微球。每個(gè)收集單元在上下2層基底硬質(zhì)片形成一個(gè)調(diào)壓空腔，在調(diào)壓空腔中心部位安裝有一個(gè)貫通到上片芯片表面的通氣管。調(diào)壓空腔和通氣管的設(shè)計(jì)目的在于能提供負(fù)壓或正壓。
[0006]A收集單元、B收集單元的調(diào)壓空腔兩側(cè)，在對應(yīng)兩條篩選通道的小收集池的正下方加工有低于調(diào)壓空腔、呈U形的儲(chǔ)存池，每個(gè)U形的儲(chǔ)存池接著2個(gè)小收集池的中心孔。U形的儲(chǔ)存池的目的在于縮小儲(chǔ)存池，相對擴(kuò)大調(diào)壓空腔與之的大小比，以利于調(diào)壓，同時(shí)減少存儲(chǔ)量，減輕儲(chǔ)存池出樣通道的壓力。在A收集單元、B收集單元的矩形兩側(cè)各自分別有一條儲(chǔ)存池出樣通道和儲(chǔ)存池出孔。便于快速排出篩選微球，提高效率，減少通道流通壓力。C收集單元的矩形調(diào)壓空腔中間是一個(gè)高于的儲(chǔ)存池的圓臺(tái)，圓臺(tái)設(shè)計(jì)目的也是相對擴(kuò)大調(diào)壓空腔與之的大小比，以利于調(diào)壓，同時(shí)減少存儲(chǔ)量，減輕儲(chǔ)存池出樣通道的壓力。只有在矩形一側(cè)有一條儲(chǔ)存池出樣通道和一個(gè)儲(chǔ)存池出孔。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述上片芯片是一個(gè)均勻2mm厚的光刻膠經(jīng)過掩模板印刷出通道后，通道面朝上反貼在一片基底硬質(zhì)片上，在光刻膠上面密閉粘貼有一片基底硬質(zhì)片，密封住上片芯片的通道。這樣設(shè)計(jì)，是便于倒模批量生產(chǎn)上片芯片?；子操|(zhì)片開有通孔，再在上面貼附一層光刻膠，固定孔上的通氣管和儲(chǔ)存池出孔和出樣孔上的連接管。目的是利用光刻膠彈性，安裝密封毛細(xì)管。這樣上片芯片，就有底層一片基底硬質(zhì)片，上一層是光刻膠層，再是一片基底硬質(zhì)片，再是一層光刻膠層。所述下片芯片是一片基底硬質(zhì)片，上一層是光刻膠層。由此，本發(fā)明三片基底硬質(zhì)片，三層光刻膠的上下兩片芯片組成?；子操|(zhì)片包括娃片、玻璃片、金屬片、塑料復(fù)合片。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述篩選通道每個(gè)單條通道都有14個(gè)以上的、兩兩成對的90°直角拐彎，拐角長6_，寬2_。數(shù)量和長度，保證了篩選的效率。在篩選通道的每一個(gè)篩選微通口前面，都近似45。扇形分布5條長度粗細(xì)不相等的阻攔墻；阻攔墻的扇面開口朝向篩選微通口，另一端集中在篩選微通口對面的篩選通道的向通道外的直角處；阻攔墻的a、b、c、d、e 5條，a、d是長度短的阻攔墻，靠近的篩選微通口分布；b、c、e是長度長的阻攔墻，這三條阻攔墻朝篩選微通口的一端除e與篩選通道側(cè)壁相連，b、C、均與篩選通道側(cè)壁保持一個(gè)篩選微通口尺寸的寬度，另一端，長的b、c、e阻攔墻全部連著篩選通道側(cè)壁；a、b、c、d、e阻攔墻之間的開口保持一個(gè)篩選微通口尺寸的寬度。阻攔墻的試劑和布置，主要起到引起擾動(dòng)層流的目的，有利于流體中微球的篩選。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述下片芯片A收集單元、B收集單元、C收集單元分別對應(yīng)的上片芯片的兩條篩選通道的3段通道的篩選微通口的尺寸，在每段內(nèi)是一致統(tǒng)一的，在3段之間的篩選微通口尺寸不同，由小到大排列；篩選微通口的寬度在每個(gè)三基片芯片有3個(gè)規(guī)格，尺寸是5μπι~300 μπι之間。例如:三基片芯片的兩條篩選通道的3段之間的篩選微通口尺寸規(guī)格:300 μm、200 μm、100 μm ;或 80 μm、50 μm、30 μm ;或 20 μm、10 μm、5 μm。每個(gè)三基片芯片的通道深度保持一致，以便于本發(fā)明三基片芯片的批量生產(chǎn)。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述一種三基片微球篩選芯片的使用方法，操作步驟如下:根據(jù)篩選微球粒徑區(qū)間，選擇篩選微通口的尺寸規(guī)格的芯片，搭配成不同的2-3個(gè)芯片組合，首先使用篩選微通口尺寸大的芯片，依據(jù)篩選微通口尺寸大小，芯片記為芯片一，依次為芯片二、芯片三。
[0011]使用時(shí)，先關(guān)閉全部儲(chǔ)存池出孔，打開通氣管吹氣加壓，出樣孔開啟，將去離子水從進(jìn)樣孔打入，調(diào)整通氣管吹氣壓力，直至出樣孔有去離子水流出，關(guān)閉通氣管停止吹氣，將進(jìn)樣孔的去離子水更換為待篩選的樣品溶液，然后打開全部儲(chǔ)存池出孔，根據(jù)儲(chǔ)存池出孔的流速，再調(diào)整通氣管吹氣壓力，保持流速，進(jìn)行不間斷篩選。
[0012]儲(chǔ)存池出孔第一次篩選過的樣品，再次在該芯片上重復(fù)篩選2次。最后在兩條篩選通道的3段之間的儲(chǔ)存池出孔收集得到的微球，將芯片一從3段之間的儲(chǔ)存池出孔收集得到的不同區(qū)間粒徑的微球，在根據(jù)篩選區(qū)間要求，按照上述方法，分別再在芯片二上篩選3次，依次再在芯片三上篩選3次；最后在芯片三的出樣孔11得到目標(biāo)粒徑區(qū)間的微球。
[0013]本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)是芯片制作方便，操作簡單，專業(yè)性更強(qiáng)。
[0014]與現(xiàn)有的篩分相比，本發(fā)明有下列有益效果:(I)可以直接與自動(dòng)加液器連用，在液態(tài)情況下篩選；(2)操作簡單，效率高；(2)制作方便簡單，節(jié)約使用成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的上片芯片的俯視示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的下片芯片的俯視示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的上下片芯片A-A處剖視的局部放大示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的上片芯片的篩選通道俯視的局部放大示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的上片芯片的篩選通道剖視的底部阻攔墻示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明的上片芯片的5條阻攔墻排列位置示意圖。
[0021]圖中:1.上片芯片；2.進(jìn)樣孔；3.主通道；4.支通道；5.篩選通道；6.小收集池；7.篩選微通口 ；8.A收集單元；9.儲(chǔ)存池出樣通道；10.儲(chǔ)存池出孔；11.出樣孔；12.C收集單元；13.B收集單元；14.下片芯片；15.調(diào)壓空腔；16.儲(chǔ)存池；17.通氣管；18.阻攔工回O
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明加以說明。
[0023]實(shí)施例一
參照圖1至圖6中的形狀結(jié)構(gòu)，組合的芯片一，單條篩選通道有7對個(gè)90°直角拐彎，拐角長6mm，寬2mm，深100 μ m。兩條篩選通道的3段之間的篩選微通口尺寸規(guī)格:40μπκ30 μ m、20 μ m。
[0024]芯片二，單條篩選通道有7對個(gè)90°直角拐彎，拐角長6mm，寬2mm，深60 μ m。兩條篩選通道的3段之間的篩選微通口尺寸規(guī)格:20μπι、10μπι、5μπι。
[0025]操作步驟如下:根據(jù)篩選微球粒徑區(qū)間，選擇搭配不同篩選微通口 7的尺寸規(guī)格的