流道、輔助鍵合微毛細槽流道的深度值相同。
[0036]本發(fā)明至少包括以下有益效果:
[0037](I)本發(fā)明采用在微流控芯片兩鍵合表面制作出一種特殊的輔助鍵合微結(jié)構(gòu),該微結(jié)構(gòu)形成一系列閉合的回路,在鍵合時,只有在這種特殊的輔助鍵合微結(jié)構(gòu)內(nèi)充滿鍵合溶液;在所有輔助鍵合微結(jié)構(gòu)處,相鄰兩塊微流控芯片基板都被牢固的鍵合在一起;而其他位置則不會與鍵合溶液接觸,進而保持原始形貌;由于此鍵合方法可以采用粘接膠水和鍵合溶劑等作為鍵合溶液,因此可以實現(xiàn)高鍵合強度;
[0038](2)本發(fā)明的采用的輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu),可以促使鍵合溶液按目標流向充滿流道,可完全排除輔助鍵合流道的氣體,使鍵合溶液全部充滿輔助鍵合流道,可以實現(xiàn)整個基板的全面高強度鍵合;
[0039](3)本發(fā)明采用在微流控芯片兩鍵合表面制作出一種特殊的輔助鍵合微結(jié)構(gòu),故本發(fā)明的鍵合溶劑可以選自膠粘劑或者強有機溶劑或弱有機溶劑的一種,在滿足高鍵合強度、保持保證芯片的溝道具有原始光潔度和形貌的同時,還增大了鍵合溶液的可選擇性,使得微流體芯片的生產(chǎn)過程具有經(jīng)濟和簡易等特性;
[0040](4)本發(fā)明提供的工藝方案,可以在室溫下對鍵合元件進行鍵合,不僅能保證鍵合元件不會因高溫而發(fā)生形變,還能降低成本,提高經(jīng)濟效益;
[0041](5)本專利提供的工藝方案,可以保證芯片的溝道具有原始光潔度和形貌,并且原理清晰,過程簡單,非常適合于批量生產(chǎn);這對于改進微流控芯片的制備方法,提高微流控芯片質(zhì)量具有積極意義;進而,對于提高生物醫(yī)學檢測領(lǐng)域的檢測精度、效率和可靠性,改善現(xiàn)在醫(yī)療檢測水平具有積極意義。
[0042]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn),部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明的一個【具體實施方式】的簡單的微流控芯片圖;
[0044]圖2為本發(fā)明的具備輔助鍵合結(jié)構(gòu)的簡單微流控芯片圖;
[0045]圖3為本發(fā)明所述的簡單微流控芯片圖的輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)圖;
[0046]圖4為本發(fā)明所述的簡單微流控芯片圖的鍵合過程鍵合溶液流向示意圖;
[0047]圖5為本發(fā)明所述的簡單微流控芯片圖的輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)圖的另一種實施方式;
[0048]圖6為本發(fā)明為增加鍵合強度而額外增加輔助鍵合結(jié)構(gòu)的芯片示意圖;
[0049]圖7為本發(fā)明因流道復(fù)雜而具備多個輔助鍵合結(jié)構(gòu)的芯片示意圖;
[0050]圖8為本發(fā)明的一個【具體實施方式】的一種十字門進樣的微流控芯片示意圖;
[0051]圖9為本發(fā)明的一個【具體實施方式】的一種十字門進樣的微流控芯片鍵合加壓圖;
[0052]圖10為本發(fā)明的一個【具體實施方式】的十字門進樣芯片鍵合過程中溶液流向示意圖。
【具體實施方式】
[0053]下面結(jié)合圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0054]應(yīng)當理解,本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0055]本文所使用詞語“微結(jié)構(gòu)”通常是指具有多個壁的微流體基本元件上的結(jié)構(gòu)特性,所述壁至少在一個方向上的尺寸約0.1微米至約1000微米范圍內(nèi),這些特性可為但不限與微通道,微流體路徑,微儲槽,微閥或微過濾器。
[0056]圖1為一簡單的微流控芯片,其僅包含一個進口103、一個出口 107以及一段微流體路徑——流道106。為了實現(xiàn)該芯片的鍵合,在鍵合元件10和11上制作用于輔助鍵合組合結(jié)構(gòu),見圖2,在第一鍵合元件10上制作鍵合溶液注入孔101、排氣孔102,在第二鍵合元件11上制作了輔助鍵合流道104、輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105。
[0057]圖3詳細講述了輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105的基本組成單元一輔助鍵合微毛細流道1051,輔助鍵合微毛細流道1051寬度值可以為ΙΟμπι?500μπι,長度可以為Imm?5mm等。輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105包含多組輔助鍵合微毛細流道1051,數(shù)量可以為5?20個。由于輔助鍵合微毛細流道1051的微小徑向尺寸,使得鍵合溶液在其內(nèi)具有極強的毛細作用力,使鍵合溶液可以快速充滿每一個輔助鍵合微毛細流道1051。
[0058]另一方面,微小的截面尺寸使得輔助鍵合微毛細流道1051具有較大的流阻,相對于輔助鍵合流道104而言,這個流阻可以高幾個數(shù)量級。這樣的微毛細結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證,在注入鍵合溶液過程中,鍵合溶液首先充滿輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105,然后沿輔助鍵合流道104流動直至排氣口處,并與輔助鍵合微毛細流道1051出口處的鍵合溶液相連形成閉環(huán)。
[0059]圖4進一步闡述了鍵合溶液的注入過程。在從鍵合溶液注入孔1I注入鍵合溶液時,鍵合溶液首先接觸鍵合溶液注入孔101附近的輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105的1052端,并在毛細力的作用下迅速充滿輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105,直至流到1053端。此時由于輔助鍵合微毛細流道1051結(jié)構(gòu)的結(jié)束和出口的增大,毛細力迅速減小并消失,使得鍵合溶液到達1053端后便停止。并且由于輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105的流阻遠大于輔助鍵合流道104的流阻,使得后續(xù)的注入時,鍵合溶液沿箭頭方向充滿整個輔助鍵合流道104,并到達輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)105的1053端后與輔助鍵合微毛細流道1051中的鍵合溶液相連并流至排氣孔102此時即可停止鍵合溶液的注入。鍵合元件1和鍵合元件11通過整個鍵合溶液回路有機的鍵合在一起。
[0060]為了保證鍵合的強度和密封性,輔助鍵合流道104與流道106之間的間距取0.5mm?2mm左右比較合適。輔助鍵合流道104的寬度直接與鍵合強度相關(guān),其值應(yīng)大于500μπι。[0061 ]作為本實施方式的另一個技術(shù)方案,輔助鍵合流道、輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)、鍵合溶液注入孔和排氣孔可以在一個鍵合元件上,如圖5所示,一簡單的微流控芯片,其僅包含一個進口 303、一個出口 307以及一段微流體路徑-----流道306。為了實現(xiàn)該芯片的鍵合,在鍵合元件31制作輔助鍵合組合結(jié)構(gòu),即鍵合溶液注入孔301、排氣孔302、輔助鍵合流道304、輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)30,以及微流體路徑-----流道306,在鍵合元件30上制作進口 303、出口 307。
通過從鍵合溶液注入孔301注入鍵合溶液,鍵合元件30和鍵合元件31通過整個鍵合溶液回路有機的鍵合在一起。
[0062]本發(fā)明的方案并不局限于兩個鍵合元件的鍵合。例如,當鍵合元件為(N)個時,所具有的鍵合結(jié)合面為(N-1),如果在每對鍵合結(jié)合面的其中一面上制作輔助鍵合流道與輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu),并且將鍵合溶液注入孔和排氣孔由此鍵合結(jié)合面向一個方向貫通該方向上的所有鍵合元件,此時即可通過鍵合溶液注入孔和排氣孔對該鍵合結(jié)合面進行注入鍵合溶液的操作,并完成鍵合。
[0063]本發(fā)明方案每個鍵合結(jié)合表面并不局限于一組輔助鍵合流道、輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)、鍵合溶液注入孔和排氣孔,在某些情況下,為了實現(xiàn)更高強度的鍵合,可以采用幾組這樣的組合,見圖6,此鍵合芯片具有3組輔助鍵合流道、輔助鍵合毛細結(jié)構(gòu)、鍵合溶液注入孔和排氣孔。
[0064]在另一種情況下,由于實現(xiàn)微流控芯片功能的流道比較復(fù)雜,為了保證密封性而必須采取幾組輔助鍵合流道、輔助鍵合毛細結(jié)