[发明专利]离心式微流控芯片试剂预封装结构、制作方法及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及硬质聚合物离心式微流控芯片的试剂预封装结构的制作方法及应用方法，适用于生化检测中采用硬质聚合物材料加工所得微流控芯片内的试剂预封装与保存。

背景技术

生化检测微流控芯片为多功能系统芯片，常称之为芯片实验室（Lab-on-a-chip），该芯片把生化检测所涉及的样品制备、定量进样、液体混合、生化反应、分离检测等基本操作单元集成或基本集成于几平方厘米的芯片之上，是用以取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台。微流控芯片的基本特征和最大优势是将各种单元技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成。目前，硬质聚合物是普遍采用的微流控芯片加工材料（如：PC，PMMA）。硬质聚合物材料的微流控芯片上微流控结构的加工方法包括热压、激光加工等。其中，激光加工方法具有效率高、对芯片结构设计的约束小的优点。

试剂预封装是微流控芯片在便携式分析检测领域应用的必须功能。当前，在已有的微流控芯片系统中，试剂的预封装和长期保存方法常被忽略。微流控系统操作前，液体的处理多需要耗时的人工进样或体积大且不可移动的进样装置。除试剂进样外，可靠的试剂预封装开启机制也很重要。当前，预封装试剂的开启多通过微阀开启实现，这不能满足实际情况对芯片稳定性和抗振性的要求。理想情况下，试剂预封装的开启应该不需要除芯片内液体流动动力之外的驱动装置，并且预封装方法应该能够在批量化生产线上实现。

发明内容

本发明的目的是提出一种离心式微流控芯片的试剂预封装结构的制作方法及应用方法，以实现微流控芯片上试剂的预封装和长期保存，避免芯片使用前耗时的人工进样或对大型进样装置的需求，并保证实际情况对芯片稳定性和抗振性的要求。

离心式微流控芯片的试剂预封装结构，由六个PMMA圆片依次通过压敏胶粘贴构成，并在各圆片内通过激光加工获得通孔结构；所述试剂预封装结构包括试剂预封装腔、通气孔、进液孔、出液孔）和封装条；所述试剂预封装腔由第四PMMA圆片上的通孔形成，通过第三PMMA圆片、第四PMMA圆片和第五PMMA圆片的粘贴，形成试剂预封装腔的顶面具有出液孔、底面具有进液孔和通气孔的腔室；试剂预封装腔的出液孔由封装条的回折端通过第三PMMA圆片上的压敏胶粘贴封闭；将第一PMMA圆片至第五PMMA圆片粘贴而成的芯片倒置，使试剂预封装腔的进液孔向上，再通过进液孔注入适量试剂，然后将第六PMMA圆片粘贴于第五PMMA圆片上，封闭第五PMMA圆片上的进液孔和通气孔，获得离心式微流控芯片上的试剂预封装结构。

离心式微流控芯片的试剂预封装结构的制作方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、通过激光雕刻机加工PMMA板材，获得第一PMMA圆片，并在第一PMMA圆片上加工微流控芯片的通气孔、定位孔和安装孔；

步骤二、通过激光雕刻机加工一面带有压敏胶的PMMA板材，获得第二PMMA圆片、第三PMMA圆片、第四PMMA圆片、第五PMMA圆片和第六PMMA圆片；在所述第二PMMA圆片上加工微流控结构以及与第一PMMA圆片对应的定位孔；在第三PMMA圆片上加工用于形成试剂预封装腔的出液孔以及与第一PMMA圆片上对应的定位孔和安装孔，在第四PMMA圆片上加工试剂预封装腔、安装孔和定位孔；在第五PMMA圆片上加工试剂预封装腔的通气孔、进液孔以及与第四PMMA圆片对应的安装孔和定位孔；在第六PMMA圆片上加工与第三PMMA圆片对应的安装孔和定位孔；

步骤三、将封装条两端回折，并使封装条的两回折端将第三PMMA圆片上的出液孔封闭；

步骤四、通过定位孔定位，将第一PMMA圆片与第二PMMA圆片带有压敏胶的一面粘贴；第二PMMA圆片与第三PMMA圆片带有压敏胶的一面粘贴；

步骤五、通过第四PMMA圆片与第三PMMA圆片上的安装孔进行定位，将第三PMMA圆片与第四PMMA圆片带有压敏胶的一面粘贴；通过第四PMMA圆片与第五PMMA圆片的安装孔及定位孔定位，将第四PMMA圆片与第五PMMA圆片带有压敏胶的一面粘贴；

步骤六、通过进液孔注入试剂，将第五PMMA圆片与第六PMMA圆片带有压敏胶的一面粘贴，最终完成微流控芯片上的试剂预封装。

离心式微流控芯片的试剂预封装结构的应用方法，由以下步骤实现：

步骤A、将微流控芯片安装在离心机轴上，所述离心机轴穿过微流控芯片上的安装孔，离心机轴对封装条施力，封装条的回折端受拉，打开第三PMMA圆片上的出液孔；