[发明专利]一种微流控分离芯片及制作方法

摘要

本发明公开了一种微流控分离芯片及制作方法，包括PDMS基片和PDMS盖片，PDMS基片设有一个主沟道，主沟道上设有分离支点和分离沟道，PDMS基片上设有1个进液池、8个分离储液池以及与8个分离储液池相对应的8个电渗流控制电极，8个电渗流控制电极与8个分离储液池之间设有1层厚度为5微米的PDMS绝缘垻。PDMS盖片底部对应位置上设有与基片上8个分离储液池以及进液池大小相同的储液池以及进液池，在盖片上与基片上分离支点对应的位置分别放置有直径为5微米的玻璃小球。本发明中进行介电击穿所需的电压低，能实现样品的自动控制分离，实验的安全性以及可操作性高，实验成本低。

主权项

1.一种微流控分离芯片，其特征在于，包括PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)基片和PDMS盖片，所述PDMS基片和PDMS盖片都为长方体，底部为边长为6厘米的正方形，高为3毫米，所述PDMS基片和PDMS盖片键合，

所述PDMS基片中心处设有一个圆柱筒形的基片进液池，所述基片进液池高10微米，底面圆直径为3毫米，

所述PDMS基片上，在基片进液池前方设有一个长方体形主沟道，与所述基片进液池连接，所述主沟道与所述PDMS基片的底面平行，所述主沟道长度为1.75厘米，宽度为10微米，高度为10微米，

所述主沟道上设有4个依次相隔0.25厘米的分离支点，最后方分离支点与基片进液池相距1厘米，每个分离支点左右两边设有互相对称的一对分离沟道，最前方分离支点两边的分离沟道与主沟道垂直，其他分离沟道均向前与主沟道呈60度夹角，所述分离沟道的宽度均为10微米，高度均为10微米，

所述PDMS基片上，所述主沟道上最前方分离支点的左右两边横向对称各设有4个大小相等的圆柱筒形基片分离储液池，所述基片分离储液池依次与所述分离沟道连接，离主沟道最近的一对基片分离储液池之间相隔0.4厘米，分别与最前方分离支点两边的分离沟道连接，所述基片分离储液池底面圆直径为2毫米，高为10微米，

所述PDMS基片前方设有与8个基片分离储液池相对的8个电渗流控制电极，8个电渗流控制电极与8个基片分离储液池之间设有1层厚度为5微米的PDMS绝缘垻，

所述PDMS盖片与所述基片进液池对应位置处设有1个圆柱筒形盖片进液池，所述盖片进液池底面圆直径为3毫米，高为1毫米，

所述PDMS盖片与8个基片分离储液池对应位置处设有8个圆柱筒形盖片分离储液池，所述盖片分离储液池底面圆直径为2毫米，高为1毫米。

2.根据权利要求1所述的微流控分离芯片，其特征在于，所述PDMS盖片上胶粘有4组横向紧挨的玻璃小球，每组玻璃小球由3个直径为5微米的玻璃小球组成，每组玻璃小球的正中间的玻璃小球与所述PDMS基片上的分离支点位置对应。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述PDMS基片和PDMS盖片键合包含下述步骤：所述PDMS基片的基片进液池、分离支点、基片分离储液池和PDMS盖片的盖片进液池、玻璃小球、盖片分离储液池对应面贴合合拢。

4.一种微流控分离芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)采用硅片光刻工艺，在硅片上得到芯片基片的所有图形，利用ICP等离子刻蚀技术(Inductively Couple Plasma Etch，感应耦合等离子体刻蚀)对硅片进行刻蚀，得到基片进液池、主沟道、分离沟道、基片分离储液池、绝缘垻、电渗流控制电极的结构形状；

b)利用硅片做模具，选用PDMS材料在硅片上进行浇注，进行转模，得到PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)基片，所述PDMS基片的结构如下：

所述PDMS基片为长方体，底部为边长为6厘米的正方形，高为3毫米，

所述PDMS基片中心处设有一个圆柱筒形的基片进液池，所述基片进液池高10微米，底面圆直径为3毫米，

所述PDMS基片上，在基片进液池前方设有一个长方体形主沟道，与所述基片进液池连接，所述主沟道与所述PDMS基片的底面平行，所述主沟道长度为1.75厘米，宽度为10微米，高度为10微米，

所述主沟道上设有4个依次相隔0.25厘米的分离支点，最后方分离支点与基片进液池相距1厘米，每个分离支点左右两边设有互相对称的一对分离沟道，最前方分离支点两边的分离沟道与主沟道垂直，其他分离沟道均向前与主沟道呈60度夹角，所述分离沟道的宽度均为10微米，高度均为10微米，

所述PDMS基片上，所述主沟道上最前方分离支点的左右两边横向对称各设有4个大小相等的圆柱筒形基片分离储液池，所述基片分离储液池依次与所述分离沟道连接，离主沟道最近的一对基片分离储液池之间相隔0.4厘米，分别与最前方分离支点两边的分离沟道连接，所述基片分离储液池底面圆直径为2毫米，高为10微米，

所述PDMS基片前方设有与8个基片分离储液池相对的8个电渗流控制电极，8个电渗流控制电极与8个基片分离储液池之间设有1层厚度为5微米的PDMS绝缘垻，

所述PDMS基片上的8个电渗流控制电极分别由在对应位置上胶粘直径100微米的铜丝构成，铜丝长度突出PDMS基片边沿1厘米，用于芯片与外部电连接；

c)制作一个大小形状与PDMS基片相同的底部边长为6厘米的正方形、高为3毫米的长方体纸盒，在其对应于PDMS基片进液池位置上胶粘直径为3毫米，高为1毫米的实心圆柱模型，在其对应于PDMS基片8个分离储液池的位置上分别胶粘8个直径为2毫米，高为1毫米的实心圆柱模型，选用PDMS材料注入纸盒，固化，剥离，得到PDMS盖片，所述PDMS盖片与所述基片进液池对应位置处设1个圆柱筒形盖片进液池，所述盖片进液池底面圆直径为3毫米，高为1毫米，所述PDMS盖片与8个基片分离储液池对应位置处设有8个圆柱筒形盖片分离储液池，所述盖片分离储液池底面圆直径为2毫米，高为1毫米，

所述PDMS盖片上胶粘4组横向紧挨的玻璃小球，每组玻璃小球由3个直径为5微米的玻璃小球组成，每组玻璃小球的正中间的玻璃小球与所述PDMS基片上的分离支点位置对应；

d)将PDMS基片与PDMS盖片键合：将PDMS基片和PDMS盖片放置在6瓦低压汞灯下3厘米处，照射3小时后将PDMS基片与PDMS盖片上滴上去离子水，在1分钟内将所述PDMS基片的基片进液池、分离支点、基片分离储液池和PDMS盖片的盖片进液池、玻璃小球、盖片分离储液池对应面贴合合拢，合拢后放置于干燥箱内65度下保存2小时，然后拿出，在空气中放置24小时备用。