[发明专利]流体增强介电泳单细胞排列与控制芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种流体增强介电泳单细胞排列与控制芯片，其特征在于：整体为三明治式结构，从上至下依次为导管接头（1）、上基底（2）、上层微电极（3）、微通道（4）、微墙阵列（5）、下层微电极（6）和下基底（7），所述上基底（2）上设置有两个便于实验缓冲液进样与出样的通孔，所述导管接头（1）固定在上基底（2）上表面的通孔处，所述上基底（2）的下表面设置上层微电极（3），所述下基底（7）的上表面设置下层微电极（6），上层微电极（3）和下层微电极（6）均为ITO金属制成的叉指电极，上层微电极（3）与下层微电极（6）垂直相交设置，所述微墙阵列（5）为微米级的圆形深孔，每个圆形深孔内仅能容纳一个单细胞，微墙阵列（5）位于微通道（4）的下方，且每个微墙位于上层微电极（3）与下层微电极（6）交叉处的中心。

2.根据权利要求1所述的一种流体增强介电泳单细胞排列与控制芯片，其特征在于：所述上基底（2）与下基底（7）均为1.1mm厚的透明玻璃，所述上层微电极（3）与下层微电极（6）的厚度均为185nm。

3.根据权利要求1或2所述的一种流体增强介电泳单细胞排列与控制芯片，其特征在于：所述微墙阵列（5）采用负光刻胶SU-8经过光刻显影制作而成，所述微墙直径15μm、高6μm。

4.根据权利要求1或2所述的一种流体增强介电泳单细胞排列与控制芯片，其特征在于：所述微通道（4）采用PDMS薄膜制作，所述微通道（4）厚20μm。

5.一种流体增强介电泳单细胞排列与控制芯片的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

(1) 微电极的制作：将沉积有ITO薄膜的玻璃依次置于丙酮、乙醇、去离子水中分别超声清洗10min，烘干后进行HMDS处理，并在ITO面均匀涂厚2μm的正光刻胶；前烘后利用掩膜版进行曝光；后烘后显影去除被曝光部分的胶；坚膜后置于ITO刻蚀液中去除多余金属，剥离去除多余光刻胶，形成设计的微电极结构；

(2) 微墙阵列的制作：取一片制备的微电极置于等离子键合机内使表面改性为亲水；使用匀胶机旋涂厚6μm的SU-8负光刻胶，置于热板上前烘，起始温度设置为65℃、每过5min增加5℃、温度到达95℃时停留15min；利用微墙掩膜版与下层微电极对准后曝光；同样的温度后烘，置于PGMEA中显影并于135℃的热板上坚膜形成微墙阵列；

(3) 微通道的制作：使用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷对硅片表面进行硅烷化处理使其变为疏水表面；按照10:1的比例均匀混合PDMS预聚物与固化剂，去除气泡；在硅烷化处理的硅片上旋涂厚20μm的薄膜并加热固化得到PDMS薄膜微通道；

(4) 芯片的组合与封装：利用手持电钻在上基底上分别打出直径1mm的两个孔作为实验缓冲液进出口，清洗烘干后经过氧等离子体对PDMS薄膜的上表面和ITO微电极面进行表面改性后，贴紧加热键合；再次置于氧等离子体中处理后置于硅烷化试剂中5min；取出吹干后迅速贴于下层SU-8微墙上，并置于烘箱中每分钟升温2℃、温度到达150℃保持1h后自然降温取出；最后将打孔的PDMS导管接头键合于芯片玻璃上基底上表面的实验缓冲液的进出口处，使用AB胶密封加固接缝处，得到最终的三明治式芯片。