專利名稱：新型微流控芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種帶有薄膜式管路的新型微流控芯片的制作方法。
背景技術(shù)：
近十幾年來，微流控芯片技術(shù)有了飛速的發(fā)展，由于具有高集成度、快速分離、低 樣品消耗和小體積等特點(diǎn)，因此芯片技術(shù)得到了各國學(xué)者的重視。大部分微流控芯片都是 由玻璃或高分子制作而成。和高分子芯片相比，玻璃芯片具有剛性的內(nèi)表面，所以玻璃芯片 更耐有機(jī)溶劑的腐蝕，更不易導(dǎo)致樣品吸附并具有更好的重現(xiàn)性，因此玻璃芯片更易于被 接受并得到了廣泛的應(yīng)用。盡管玻璃芯片擁有如此多的優(yōu)良特性并深受歡迎，制作玻璃芯片卻是一個費(fèi)時的 過程，而且玻璃芯片的制作成本較高。傳統(tǒng)的制作芯片步驟包括旋轉(zhuǎn)鍍膜，UV曝光，濕法刻 蝕，鉆孔和高溫鍵合等，制作一片芯片有時要花費(fèi)數(shù)天時間。在這些制作步驟中，高溫鍵合 可能是制作過程面臨的最嚴(yán)苛的一步，芯片往往在這一步因受熱不均勻而破裂。另一方面，作為最主要的芯片元件，分離通道的特性對樣品分離有重要的影響，所 以在制作芯片前要優(yōu)先考慮管路的參數(shù)。通常的玻璃芯片擁有直線型的分離通道，通道的 寬度在200 m以下，深度在50 m以內(nèi)。盡管細(xì)的管路能夠降低焦耳熱的影響并穩(wěn)定電滲 流，但也帶來了樣品負(fù)載小、檢測靈敏度低的問題，所以高負(fù)載的管路在新的芯片設(shè)計(jì)中具 有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶有薄膜式管路的新型微流控 芯片的制作方法，該方法不僅制作工藝簡單，芯片制作方便、快捷、成品率高，采用該方法制 造的新型微流控芯片分離通道寬度大，樣品負(fù)載大，檢測靈敏度高。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新型微流控芯片的制作方法，其特征 在于包含如下步驟
(1)首先，制作一寬3mm、厚1.3mm的長方形玻璃，用于刻蝕薄膜狀管路，見圖1 (A)；
(2)取一寬2.3mm、厚80 μ m、長度不小于所述玻璃長度的不干膠，把它貼附在所述玻璃 的中心位置，見圖1 (B)；
(3)在所述玻璃貼附有不干膠的那一面涂上光刻膠，見圖1(C);
(4)把所述玻璃放入100°C的烘箱中，固化光刻膠，然后取出冷卻至室溫；
(5)從所述玻璃表面撕去不干膠，使所述玻璃被不干膠覆蓋的部分暴露出來，用于刻蝕 薄膜狀管路，見圖1 (D);
(6)將所述玻璃放入刻蝕液刻蝕，這時玻璃原先被不干膠覆蓋處的表面就會形成寬大 的凹狀槽，寬度約為2. 3mm，刻蝕好后取出玻璃，并依次用5%Na0H和二次水清洗，見圖1(E);
(7)從背面將清洗好的玻璃切成兩段，并用水洗凈，烘干，見圖1(F)；(8)將兩段玻璃的凹狀槽朝下，放在另一片面積略大的基板玻璃上面，見圖1(G);
(9)沿所述兩段玻璃長度方向，將兩段玻璃兩側(cè)邊用玻璃膠封好，并在顯微鏡下，調(diào)節(jié)兩段玻璃之間縫隙的距離約為20 μ m,從而形成中部具有一縫隙的薄膜狀管路，兩段玻璃之 間的這條縫隙即為進(jìn)樣通道，見圖1 (H);
(10)玻璃膠固化后，分別在薄膜狀管路左、右通道口和中部縫隙處分別做成圍堰，形成 緩沖液池(圖1 (1-1))，檢測池(圖1 (1-3))和樣品池(圖1 (1-2))，以便采用安培檢測法 對芯片進(jìn)行應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果是和傳統(tǒng)的芯片制作相比，本發(fā)明的薄膜式管路微流控芯片的 制造要簡便得多，它不需要經(jīng)過旋轉(zhuǎn)鍍膜，UV曝光，鉆孔和高溫鍵合等工藝步驟，整個制作 過程的完成只需要幾個小時，極大地方便了芯片的制作。此外，該方法制作的微流控芯片具有一種新型的薄膜式管路，它寬度達(dá)纊3mm，深 度達(dá)10 μ m，可以負(fù)載更多的樣品從而提高檢測的靈敏度，而且更易被修飾從而減小樣品的 吸附。同時，薄膜式管路還具有非常好的散熱效果，因此可以防止因焦耳熱產(chǎn)生的對分離的 影響，使用效果好。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明的制作工藝流程圖。圖2是本發(fā)明對應(yīng)的裂縫進(jìn)樣方法的示意圖。圖3是5-羥色氨酸電泳分離圖。圖4是5-羥色胺、5-羥色氨酸和5-羥吲哚乙酸電泳分離圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種新型微流控芯片的制作方法，如圖1所示，包含如下步驟
(1)首先，制作一寬3mm、厚1.3mm的長方形玻璃，用于刻蝕薄膜狀管路，見圖1 (A)；
(2)取一寬2.3mm、厚80 μ m、長度不小于所述玻璃長度的不干膠，把它貼附在所述玻璃 的中心位置，見圖1 (B)；
(3)在所述玻璃貼附有不干膠的那一面涂上光刻膠，見圖1(C)；
(4)把所述玻璃放入100°C的烘箱中，固化光刻膠，然后取出冷卻至室溫；
(5)從所述玻璃表面撕去不干膠，使所述玻璃被不干膠覆蓋的部分暴露出來，用于刻蝕 薄膜狀管路，見圖1 (D);
(6)將所述玻璃放入刻蝕液刻蝕，這時玻璃原先被不干膠覆蓋處的表面就會形成寬大 的凹狀槽，寬度約為2. 3mm，刻蝕好后取出玻璃，并依次用5%Na0H和二次水清洗，見圖1(E);
(7)從背面將清洗好的玻璃切成兩段，并用水洗凈，烘干，見圖1(F)；
(8)將兩段玻璃的凹狀槽朝下，放在另一片面積略大的基板玻璃上面，見圖1(G)；
(9)沿所述兩段玻璃長度方向，將兩段玻璃兩側(cè)邊用玻璃膠封好，并在顯微鏡下，調(diào)節(jié) 兩段玻璃之間縫隙的距離約為20 μ m,從而形成中部具有一縫隙的薄膜狀管路，兩段玻璃之 間的這條縫隙即為進(jìn)樣通道，見圖1 (H)；
(10)玻璃膠固化后，分別在薄膜狀管路左、右通道口和中部縫隙處分別做成圍堰，形成緩沖液池1、檢測池3和樣品池2，見圖1 (I)，以便采用安培檢測法對芯片進(jìn)行應(yīng)用。所述檢測池3中接有工作電極6、參比電極5和輔助電極4。工作電極采用直徑為 0. 5mm的鉬絲制成，首先將鉬絲的一頭約0. 7mm的長度打扁，制成刀刃狀的電極頭，然后將 鉬絲其余部分套入毛細(xì)管中，做成工作電極，工作電極放在薄膜式管路通道口的位置，采用 Ag/AgCl作為參比電極5，鉬絲作為輔助電極4，見圖1 (J)0
在傳統(tǒng)的芯片中，最常見的進(jìn)樣方式就十字形進(jìn)樣和雙T型進(jìn)樣。然而這兩種進(jìn) 樣方式只適用于線狀的分離通道，不適用于薄膜狀的分離管路，因?yàn)檫@兩種進(jìn)樣方式會導(dǎo) 致樣品擴(kuò)散從而引起峰展寬。為了解決進(jìn)樣問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種裂縫進(jìn)樣方式來匹配 薄膜式管路。這是裂縫進(jìn)樣是首次運(yùn)用于微流控芯片。采用薄膜式管路芯片進(jìn)樣與分離過程原理示意圖，見圖2。樣品被裝在中間上部的 樣品池2中，緩沖溶液裝在緩沖液池1和檢測池3中，見圖2(A)。進(jìn)樣時，在樣品池2和檢 測池3之間加上高壓，采用電進(jìn)樣的模式，樣品從裂縫進(jìn)入到分離通道中，向檢測池3方向 流動，見圖2 (B)0然后將分離電壓加在緩沖液池1和檢測池3之間，同時斷開樣品池2的 電壓，這時樣品就在電滲流的作用下向檢測池流動，并被分離，如圖2 (CjD)0以下對薄膜式芯片分離的重現(xiàn)性和分離應(yīng)用進(jìn)行舉例說明。采用裂縫進(jìn)樣，在薄膜式芯片上，對2X ICT4M的5-羥色氨酸(5-HTP)進(jìn)行連續(xù)進(jìn) 樣分離，結(jié)果見圖3。樣品峰高的RSD是2. 3% (n=4)，遷移時間的RSD是1. 4% (n=4)，說明薄 膜式管路具有良好的重現(xiàn)性性，可以適用于樣品的分離。我們將分離通道用0. IMSDS浸泡10小時，接著用二次水清洗干凈，防止樣品在管 壁上產(chǎn)生吸附，對5-羥色胺，5-羥色氨酸和5-羥吲哚乙酸樣品進(jìn)行分離，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三個樣 品可以在10分鐘內(nèi)完全分離，見圖4。分析結(jié)果表明，薄膜式芯片可以勝任復(fù)雜樣品的分離 與檢測。以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作 用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種新型微流控芯片的制作方法，其特征在于包含如下步驟(1)制作一長方形玻璃；(2)取一寬度小于所述玻璃寬度、長度不小于所述玻璃長度的不干膠，將所述不干膠貼附在所述玻璃的中心位置；(3)在所述玻璃貼附有不干膠的那一面上涂上光刻膠；(4)把所述玻璃放入烘箱中，固化光刻膠，然后取出冷卻至室溫；(5)從所述玻璃表面撕去不干膠，使所述玻璃被不干膠覆蓋的部分暴露出來，用于刻蝕薄膜狀管路；(6)將所述玻璃放入刻蝕液刻蝕，以在玻璃表面形成凹狀槽，刻蝕好后將所述玻璃取出并清洗；(7)將清洗好的玻璃切成兩段，并洗凈、烘干；(8)將兩段玻璃的凹狀槽朝下，放在另一片面積略大的基板玻璃上面；(9)沿所述兩段玻璃長度方向，將兩段玻璃兩側(cè)邊用玻璃膠封好，并在顯微鏡下調(diào)節(jié)兩段玻璃之間縫隙的距離，以形成中部具有一縫隙的薄膜狀管路，所述縫隙即為進(jìn)樣通道；(10)玻璃膠固化后，分別在薄膜狀管路左、右通道口和中部縫隙處分別做成圍堰，以形成緩沖液池、檢測池和樣品池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型微流控芯片的制作方法，其特征在于所述檢測池中接 有工作電極、參比電極和輔助電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型微流控芯片的制作方法，其特征在于在步驟(1)中，所 述長方形玻璃寬度為3mm，厚度為1. 3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型微流控芯片的制作方法，其特征在于在步驟(2)中，所 述不干膠的寬度范圍為2 3mm，厚度為80 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型微流控芯片的制作方法，其特征在于在步驟(6)中，所 述凹狀槽的寬度范圍為2 3mm，深度達(dá)10 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型微流控芯片的制作方法，其特征在于在步驟(9)中，在 顯微鏡下調(diào)節(jié)兩段玻璃之間縫隙的距離為20 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種帶有薄膜式管路的新型微流控芯片的制作方法，包含如下步驟制作一長方形玻璃；取一不干膠貼附在玻璃中心位置，并在玻璃該面上涂上光刻膠；把玻璃放入烘箱中固化光刻膠而后冷卻；撕去不干膠后，將玻璃放入刻蝕液刻蝕，形成凹狀槽后切成兩段；將兩段玻璃的凹狀槽朝下，放在基板玻璃上；將兩段玻璃兩側(cè)邊用玻璃膠封好，形成中部具有一進(jìn)樣通道的薄膜狀管路；玻璃膠固化后，分別在薄膜狀管路左、右通道口和中部縫隙處分別做成圍堰，形成緩沖液池、檢測池和樣品池。該方法不僅制作工藝簡單，芯片制作方便、快捷、成品率高，采用該方法制造的新型微流控芯片分離通道寬度大，樣品負(fù)載大，檢測靈敏度高。
文檔編號G01N27/453GK101804367SQ20101012427
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者付鳳富, 林松, 王偉, 鄭小嚴(yán), 黃紅霞 申請人:黃紅霞;付鳳富;王偉;鄭小嚴(yán);林松