專利名稱：生物芯片微流路模塊加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物芯片微流路模塊加工工藝，利用現(xiàn)代精密數(shù)控加工技術(shù)整體成形加工，生物芯片清洗、雜交用微流路，屬于加工制作領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微流路技術(shù)是一個跨學(xué)科的新領(lǐng)域，其目標(biāo)是利用微加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)分析化學(xué)設(shè)備的微型化與集成化，用于微流控芯片制作的材料主要包括:玻璃、石英、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。其中，玻璃和石英是應(yīng)用最為廣泛的微流控芯片基材，加工方法主要有以下三種，第一種方法是使用光膠法封接，這一技術(shù)的主要難點(diǎn)在于存在較大的封接面積，兩塊玻片表面很難完全吻合，玻片間往往夾有部分氣體，從而阻礙玻片的封接。該方法需對玻片進(jìn)行嚴(yán)格的拋光處理，過程復(fù)雜，耗時耗力，成本高，成品率低。第二種是采用微電子工業(yè)上廣泛應(yīng)用的光刻蝕技術(shù)。然而光刻蝕過程復(fù)雜、耗時，需要昂貴的專用設(shè)備和潔凈設(shè)施，且材料易碎，不能滿足目前對微器件日益增多的需要。第三種是玻璃鍵合技術(shù)，這一技術(shù)要求鍵合表面具有很高的平整度和表面親和性，要求比較嚴(yán)格的表面清洗，這使得芯片制作過程復(fù)雜，即使利用HF酸，實(shí)現(xiàn)了室溫下鍵合，所需要的鍵合條件依然較嚴(yán)格，需要在凈化間進(jìn)行，存在粘合層鍵合改變了管道內(nèi)壁形貌，且易發(fā)生管道堵塞，鍵合需要嚴(yán)格的HF酸濃度和壓力，且HF酸對玻璃具有強(qiáng)烈的腐蝕作用等諸多問題。因此，應(yīng)進(jìn)一步探索價(jià)廉耐用的材料和快速簡便的微流道制作技術(shù)以利于微流控系統(tǒng)的普及與發(fā)展。本發(fā)明不需要復(fù)雜的儀器及嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件，就可以制得多樣化的生物芯片清洗雜交模板，與利用以上工藝等獲得的模板相比，具有易加工、制備工藝簡單、成本低、生產(chǎn)周期短、微通道保通度高、能批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。而且，制作的模板具有很好的穩(wěn)定性，可以重復(fù)使用，大大提高了模板的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服 現(xiàn)有技術(shù)的不足而立足現(xiàn)代高精密數(shù)控加工技術(shù)設(shè)計(jì)一種生物芯片雜交與清洗流程的自動化操作流程模塊，提高生物芯片在基因多態(tài)性分析及疾病診斷等方面的應(yīng)用水平。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:在模塊一側(cè)利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)加工成形出液微流水平管路和豎直管路，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形出液螺紋扣孔，在模塊的另一側(cè)以基因芯片陣列單元尺寸為基準(zhǔn)，沿對角線頂點(diǎn)為基點(diǎn)，利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)加工成形進(jìn)液微流水平管路和豎直管路，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形進(jìn)液螺紋扣孔，最后以生物芯片陣列單元尺寸和密封橡膠墊外形尺寸為基準(zhǔn)，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形密封沉槽。
本發(fā)明的有益效果是:
1、結(jié)構(gòu)簡潔可靠，裝配調(diào)試方便，生物芯片雜交系統(tǒng)穩(wěn)定性好，降低相關(guān)人員職業(yè)要求；
2、結(jié)構(gòu)簡潔、操作簡單、價(jià)格合理、性能可靠的生物芯片微流路模塊加工工藝對生物芯片的普及推廣具有現(xiàn)實(shí)意義。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，所述模塊整體銑削成形，厚度為8-9毫米，基體為PMMA材料。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，有利于保證所有模塊加工成形的一致性和高的成品率。
進(jìn)一步，所述利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形出液螺紋扣孔和進(jìn)液螺紋扣孔后，扣孔底部銑削退刀槽。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，確保密封效果的可靠性，便于流路配件的拆除清洗。
進(jìn)一步，所述模塊整體加工成形后，在室溫環(huán)境下，用95%的酒精溶液中浸泡24小時后取出，使用95%的酒精溶液對其孔道進(jìn)行清洗，最后吹干。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，確保流路的純凈，避免人為加工污染。


圖1為本發(fā)明用于生物芯片微流路模塊加工工藝的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A-A視圖3為圖1的B-B視圖4為圖1的C-C視圖5為圖1的軸測附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
1、出液螺紋扣孔，2、出液微流水平管路，3、出液豎直管路，4、密封沉槽，5、進(jìn)液螺紋扣孔，6、進(jìn)液微流水平管路，7、進(jìn)液豎直管路具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
生物芯片微流路模塊加工工藝是在模塊一側(cè)利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)加工成形出液微流水平管路2和出液豎直管路3，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形出液螺紋扣孔1，在模塊的另一側(cè)以基因芯片陣列單元尺寸為基準(zhǔn)，沿對角線頂點(diǎn)為基點(diǎn)，利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)加工成形進(jìn)液微流水平管路6和進(jìn)液豎直管路7，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形進(jìn)液螺紋扣孔5，最后以生物芯片陣列單元尺寸和密封橡膠墊外形尺寸為基準(zhǔn)，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形密封沉槽4。
所述模塊整體銑削成形，厚度為8-9毫米，基體為PMMA材料。
所述利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形出液螺紋扣孔(I)和進(jìn)液螺紋扣孔5后，扣孔底部銑削退刀槽。
所述模塊整體加工成形后，在室溫環(huán)境下，用95%的酒精溶液中浸泡24小時后取出，使用95%的酒精溶液對其孔道進(jìn)行清洗，最后吹干。
本發(fā)明用于生物芯片微流路模塊加工工藝的工作原理如下:
首先利用精密微銑削技術(shù)將方形PMMA塊料表面按密封橡膠墊尺寸加工出來，再根據(jù)生物芯片陣列位置沿與生物芯片貼合面方向垂直加工液路微孔，然后利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)在兩側(cè)加工出進(jìn)液微孔和出液微孔，其分別與垂直加工液路微孔連同，構(gòu)建出流體通路，完成PMMA微流路模塊的制作。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.生物芯片微流路模塊加工工藝，其特征在于:在模塊一側(cè)利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)加工成形出液微流水平管路(2)和出液豎直管路(3)，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形出液螺紋扣孔(I)，在模塊的另一側(cè)以生物芯片陣列單元尺寸為基準(zhǔn)，沿對角線頂點(diǎn)為基點(diǎn)，利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)加工成形進(jìn)液微流水平管路(6)和進(jìn)液豎直管路(7)，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形進(jìn)液螺紋扣孔(5)，最后以生物芯片陣列單元尺寸和密封橡膠墊外形尺寸為基準(zhǔn)，利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形密封沉槽(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片微流路模塊加工工藝，其特征在于:所述模塊整體銑削成形，厚度為8-9毫米，基體為PMMA材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片微流路模塊加工工藝，其特征在于:所述利用數(shù)控精密銑削技術(shù)加工成形出液螺紋扣孔(I)和進(jìn)液螺紋扣孔(5)后，扣孔底部銑削退刀槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物芯片微流路模塊加工工藝，其特征在于:所述模塊整體加工成形后，在室溫環(huán)境下，用95%的酒精溶液中浸泡24小時后取出，使用95%的酒精溶液對其孔道進(jìn)行清洗，最后吹干。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物芯片清洗、雜交用PMMA微流路模塊的加工工藝，首先利用精密微銑削技術(shù)將方形PMMA塊料表面按密封橡膠墊尺寸加工出來，再根據(jù)生物芯片陣列位置沿與生物芯片貼合面方向垂直加工液路微孔，然后利用數(shù)控精密長程鉆削技術(shù)在兩側(cè)加工出進(jìn)液微孔和出液微孔，其分別與垂直加工液路微孔連通，構(gòu)建出流體通路，完成PMMA微流路模塊的制作。本發(fā)明不需要復(fù)雜的儀器及嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)條件，就可以制得多樣化的生物芯片微流路模板，具有無污染、整體成型、制備工藝簡單、成本低、生產(chǎn)周期短、微通道通透度高、能批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號B01L3/00GK103170382SQ20131003956
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者王升啟, 肖瑞, 陳瑋, 伯曉晨, 榮振, 陳蘇紅 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所