CN103263950A - 一种玻璃基杂合微流控芯片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种玻璃基杂合微流控芯片及其制备方法，其特征在于该芯片是以玻璃为基底，结合其他材料的盖片和双面胶组成。微通道或微结构依靠常规微加工方法在玻璃基底上获得，芯片的键合制作则主要依靠双面胶粘合的方式完成。本发明中提出的这种杂合微流控芯片采用玻璃为基底，并结合使用了其他芯片基材，不仅能够充分利用玻璃基质的优点，并且可以综合利用其他不同材料的优点，并且制备方法简便易行，能够满足微流控芯片针对不同材料的需求，在化学、生物、医学等应用领域具有良好的前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃基杂合微流控芯片及其制作方法。
背景技术
近年来，微流控芯片作为一种新型的分析平台，具有微型化、自动化、集成化、便捷和快速等优点，已经在环境检测相关领域获得了广泛的应用。微流控芯片的材料主要分为无机材料和有机高分子材料两大类，包括硅、玻璃、石英、PDMS、PMMA、PET、COC、PC等，主要利用微加工技术在其表面制备微结构和微通道用于进样、反应、分析等功能。不同的材料各具有其优缺点，例如玻璃具有光学性能好、电渗流稳定、耐有机溶剂等众多优点，目前在微流控芯片领域最为常用，但是芯片的键合工艺较为复杂；PDMS制作方便、气体通透性好，但是高弹性不好操作。因此最近，基于玻璃和其他材料为基材的杂合芯片成为研究热点。由于杂合基质的玻璃微流控芯片由玻璃和其他一种或者几种材料制备而成，材料选择面宽，并且可以综合利用不同材料的优点，扬长避短，更加适应科学研究和实际应用的需求，例如玻璃-PDMS微流控芯片兼具硬质基底利于操作和通透性的优点，在细胞培养上获得广泛应用。但是，目前玻璃-PDMS杂合芯片主要采用基于氧等离子体轰击活化后键合的方法进行制作，需要昂贵的仪器，而玻璃和其他材料的键合则更加困难，因此开发简便易行的玻璃基杂合微流控芯片加工工艺，具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种玻璃基杂合微流控芯片及其制备方法，其特征在于该芯片是由玻璃和其他材料组成。微通道或微结构依靠常规微加工方法获得，芯片的键合制作则主要依靠双面胶粘合的方式完成。
为实现上述目的，本发明采用以下操作步骤：
1)用计算机辅助设计软件设计和绘制微流控芯片中各层芯片的微结构和微通道图形；
2)通过微加工技术在各层微流控芯片基材表面加工制备所需的微结构和微通道，包括微通道和微孔；
3)利用双层粘性薄膜，将各层微流控芯片进行对齐、粘合、加压封合，组成杂合微流控芯片。
本发明中，这种杂合微流控芯片是以玻璃作为基底层的微流控芯片，其他基材可以是硅、石英、PMMA、PDMS、PET、PC等。
本发明中，这种杂合微流控芯片可以由玻璃和其他一种基材组成，也可以由玻璃和其他多种基材组成。
本发明中，微流控芯片上的微结构和微通道的尺寸是微米级别的，通过数控铣刻、激光刻蚀、LIGA技术、模塑法、热压法、化学腐蚀、软刻蚀技术的微加工方法在芯片基材表面制备。
本发明中，微流控芯片上的微结构和微通道可以加工在玻璃基片上，也可以是加工在双面胶上或者其他材料之上。
本发明中，微流控芯片的键合是利用双层粘性薄膜，将各层微流控芯片对准后加压粘贴封合，组合成杂合芯片。
本发明中提出的这种杂合微流控芯片采用玻璃为基底，并结合使用了其他芯片基材，不仅能够充分利用玻璃基质的优点，并且可以综合利用其他不同材料的优点，并且制备方法简便易行，能够满足微流控芯片针对不同材料的需求。在化学、生物、医学等应用领域具有良好的前景。
附图说明
图1.一种玻璃基杂合微流控芯片的加工过程示意图。其中，(a)为玻璃通道的加工；(b)为盖片的打孔；(c)为芯片的对准键合。
图2.一种玻璃基杂合微流控芯片的结构示意图。(1)为一种简单十字交叉型电泳芯片的平面结构示意图，其中(a)为样品池，(b)为微通道，(c)为微流控芯片；(2)为一种简单十字交叉型电泳芯片的横截面结构示意图，其中(A)为玻璃基底，(B)为双面胶，(C)为PMMA、PDMS、PC等材料的盖片。
具体实施方案
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1一种聚甲基丙烯酸甲酯-玻璃杂合微流控电泳芯片的制备
图1为本发明一种玻璃基杂合微流控芯片的加工过程示意图。具体制备过程如下：首先利用标准光刻结合湿法刻蚀技术在玻璃基底上加工出微通道结构；接着在盖片和双面胶上利用打孔器加工出相应位置上的样品池；最后，将三种材料按照从上到下为盖片、双面胶和玻璃的顺序，对准，贴合，完成芯片的键合，最终制备获得玻璃基杂合微流控芯片。
图2为本发明实施例1一种简单十字交叉性点用芯片的平面结构示意图，该芯片由样品池、微通道构成，见图2-(1)；具体制备过程如上所述，盖片材料使用PMMA，最终制备得PMMA-玻璃杂合微流控电泳芯片。该芯片结构如图2-(2)所示，其中A为玻璃基底，B为双面胶，C为PMMA盖片层。
实施例2一种聚二甲基硅氧烷-玻璃杂合微流控电泳芯片的制备
一种聚二甲基硅氧烷-玻璃杂合微流控电泳芯片的制备过程具体如下：首先利用标准光刻结合湿法刻蚀技术在玻璃基底上加工出微通道结构；将聚二甲基一种聚二甲基硅氧烷-玻璃杂合微流控电泳芯片的制备过程具体如下：首先利用标准光刻结合湿法刻蚀技术在玻璃基底上加工出微通道结构；将聚二甲基硅氧烷的预聚体和引发剂按10∶1的比例混合、除气，浇注于平整的基材上而获表面光滑的PDMS盖片，利用打孔器在PDMS盖片和双面胶上加工出相应位置上的样品池；最后，将三种材料按照从上到下为PDMS盖片、双面胶和玻璃的顺序，对准，贴合，完成芯片的键合，最终制备获得PDMS-玻璃基杂合微流控芯片。该芯片整合了玻璃和PDMS优异特光性能的优点，而且综合了玻璃硬质基底便于操作的特点以及PDMS具有透气性能的特点，因此在细胞培养分析领域具有广泛的应用前景。
Claims (7)
1.一种玻璃基杂合微流控芯片的制作方法，其特征在于该微流控芯片是由玻璃和其他一种或多种材料组成的多层芯片。微通道或微结构依靠常规微加工方法获得，芯片的键合则主要依靠双面胶粘合的方式完成。
2.按权利要求1所述的玻璃基杂合微流控芯片的制作方法，其特征在于，其制作步骤如下：
1)用计算机辅助设计软件设计和绘制微流控芯片中各层芯片的微结构和微通道图形；
2)通过微加工技术在各层微流控芯片基材表面加工制备所需的微结构和微通道，包括微通道和微孔；
3)利用双层粘性薄膜，将各层微流控芯片进行对齐、粘合、加压封合，组成杂合微流控芯片。
3.按权利要求1或2所述的玻璃基杂合微流控芯片的制作方法，其特征在于，这种杂合微流控芯片是以玻璃作为基底层的微流控芯片，其他基材可以是硅、石英、PMMA、PDMS、PET、PC等。
4.按权利要求1或2所述的玻璃基杂合微流控芯片的制作方法，其特征在于，这种杂合微流控芯片可以由玻璃和其他一种基材组成，也可以由玻璃和其他多种基材组成。
5.按权利要求1或2所述的玻璃基杂合微流控芯片的制作方法，其特征在于，微流控芯片上的微结构和微通道的尺寸是微米级别的，通过数控铣刻、激光刻蚀、LIGA技术、模塑法、热压法、化学腐蚀、软刻蚀技术的微加工方法在芯片基材表面制备。
6.按权利要求1或2所述的玻璃基杂合微流控芯片的制作方法，其特征在于，微流控芯片的键合是利用双层粘性薄膜，将各层微流控芯片对准后加压粘 贴封合，组合成杂合芯片。
7.按权利要求1或2所述的玻璃基杂合微流控芯片的制作方法，其特征在于这种杂合微流控芯片采用玻璃为基底，并结合使用了其他芯片基材，能满足微流控芯片针对不同材料的需求。
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