一種微流控芯片及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于微流控芯片技術領域，具體涉及一種微流控芯片及其制備方法。
【背景技術】
[0002]微流控芯片是微型全分析系統(tǒng)的主要組成部分，它的目標是把整個實驗室功能集成在一個微小芯片上，包括采樣、反應、分離、分析檢測等等，而且可以重復使用，方便快捷。由于它在生物、化學方面的巨大潛力，近年來已經(jīng)發(fā)展成為一個集生物、化學、機械、流體、材料等學科交叉的新型研究領域。由于其精確的流體控制、快速的采樣分析以及較少的試劑消耗，微流控芯片已經(jīng)受到越來越多的研究人員的青睞。
[0003]微流控芯片要想實現(xiàn)其功能還需要與外接設備有良好的連接，其與外接設備的接口是微流控芯片中非常重要的組成部分，方便可靠的接口是實現(xiàn)其優(yōu)良檢測性能的重要保障。其中，流體接口的主要功能是實現(xiàn)待測流體在微流控芯片中的引入和導出。由于微流控芯片的微型化，而外接設備為常規(guī)的流體通道，要實現(xiàn)其與外接設備的連接，就要求有從常規(guī)的流體通道導入到微流體通道的特定的接口方案。為了保證常規(guī)流體通道和微流體通道的有效連接，流體接口的可靠性和便于重復使用非常重要，也是實際應用中需要解決的難題之一。目前，常用的接口方案有兩種，一是采用標準的PEEK接頭，其可靠性高，缺點是體積太大，不適合芯片的微型化，而且加工工藝復雜，成本高(Sen，A.K.，et al.,MicrosystemTechnologies , 16，2010，p617_623)；另一種是粘合，它適用性好，缺點是操作復雜，可靠性不好，黏合劑容易造成溶劑污染，且只能使用一次(Mu，C.J.，et al.，MicrosystemTechnologies ,21,2015,pl47-154)。所以，發(fā)展一種簡易便捷，可靠性好、無污染的流體接口方案迫在眉睫。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種微流控芯片及其制備方法，本發(fā)明提供的微流控芯片制備簡單，可靠性好且無污染。
[0005]本發(fā)明提供了一種微流控芯片，包括:
[0006]表面開設有微流道的微流控芯片基板和復合于所述微流控芯片基板的封膜;在所述微流控芯片基板表面開設有貫通所述微流控芯片基板并與所述微流道相連通的外接管道接口，所述外接管道接口將所述微流控芯片和與所述微流控芯片相連的檢測儀器的外接管道相連通，所述外接管道接口的內表面設置有密封彈性突起。
[0007]優(yōu)選的，所述密封彈性突起為內螺紋結構。
[0008]優(yōu)選的，所述內螺紋結構的小徑<與所述外接管道的外徑<所述內螺紋結構的大徑。
[0009]優(yōu)選的，所述內螺紋結構的大徑與所述內螺紋結構的小徑的差值為0.01?2mm。
[0010]優(yōu)選的，所述密封彈性突起的材質為聚二甲基硅氧烷或聚烯烴彈性體。
[0011]本發(fā)明還提供了一種微流控芯片的制備方法，包括以下步驟:
[0012]A)提供制備微流控芯片基板的模具基片；
[0013]B)在所述模具基片的外接管道接口位置的上方放置外接管道接口模具，得到模具組合體，所述外接管道接口模具的外側表面為螺紋結構；
[0014]C)將彈性材料澆鑄與所述模具組合體之上，固化后，去除模具組合體，得到微流控芯片基板；
[0015]D)將所述微流控芯片基板與封膜結合，得到微流控芯片。
[0016]優(yōu)選的，所述模具基片的制備方法為:
[0017]a)利用旋涂工藝在基材上旋涂光刻膠；
[0018]b)然后利用光刻工藝在基材上獲得所需要的微流控芯片的光刻膠結構，或者利用刻蝕工藝將光刻膠結構轉移到基材上，或通過電鑄工藝將光刻膠結構轉移成金屬結構，得到豐吳具基片。
[0019]優(yōu)選的，所述外接管道接口模具粘結于所述模具基片的外接管道接口位置的上方。
[0020]優(yōu)選的，所述彈性材料為聚二甲基硅氧烷或聚烯烴彈性體。
[0021 ]優(yōu)選的，所述去除模具組合體的方法為:
[0022]旋轉所述外接管道接口模具，將所述外接管道接口模具從所述微流控芯片基板取下；
[0023]將所述微流控芯片基板從所述模具基片上剝離。
[0024]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種微流控芯片，包括:表面開設有微流道的微流控芯片基板和復合于所述微流控芯片基板的封膜;在所述微流控芯片基板表面開設有貫通所述微流控芯片基板并與所述微流道相連通的外接管道接口，所述外接管道接口將所述微流控芯片和與所述微流控芯片相連的檢測儀器的外接管道相連通，所述外接管道接口的內表面設置有密封彈性突起。本發(fā)明通過在所述微流控芯片外接管道接口的內表面設置有密封彈性突起，可以完成常規(guī)流體通道與微流控芯片的連接，實現(xiàn)待測流體在微流控芯片中的引入和導出，完成通道清洗、流體進樣和表面處理等功能，直接將外接管道嵌插于所述外接管道接口，方便快捷，可以反復多次使用，并且能夠承受一定的流體壓力，具有良好的密封性。
[0025]結果表明，本發(fā)明提供的微流控芯片的接口可以承受2330Kpa的流體壓力，100次的插拔測試中流體接口性能不發(fā)生明顯改變。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的微流控芯片的結構示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的原理圖；
[0028]圖3為本發(fā)明提供的微流控芯片的制備流程圖。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供了一種微流控芯片，包括:
[0030]表面開設有微流道的微流控芯片基板;復合于所述微流控芯片基板的封膜，在所述微流控芯片基板表面開設有貫通所述微流控芯片基板并與所述微流道相連通的外接管道接口，所述外接管道接口將所述微流控芯片和與所述微流控芯片相連的檢測儀器的外接管道相連通，所述外接管道接口的內表面設置有密封彈性突起。
[0031]本發(fā)明提供的微流控芯片包括微流控芯片基板，在所述微流控芯片基板表面開設有貫通所述微流控芯片基板并與所述微流道相連通的外接管道接口。所述外接管道接口將所述微流控芯片和與所述微流控芯片相連的檢測儀器的外接管道相連通，其中，所述外接管道接口的內表面設置有密封彈性突起。
[0032]本發(fā)明對所述微流控芯片的外接管道接口的形狀并沒有特殊限制，只要和與所述微流控芯片相連的儀器的外接管道的形狀相匹配即可。在本發(fā)明中，所述外接管道接口的形狀優(yōu)選為圓柱形。
[0033]在本發(fā)明的一些具體實施例中，所述外接管道接口的內表面設置的密封彈性突起優(yōu)選為內螺紋結構。更優(yōu)選的，所述內螺紋結構與規(guī)格為Ml.4?M20的圓柱形頭螺釘?shù)穆菁y相匹配。
[0034]在本發(fā)明的一些【具體實施方式】中，所述內螺紋結構的大徑與所述內螺紋結構的小徑的差值為0.01?2mm，優(yōu)選為0.02?0.5mm。
[0035]為了實現(xiàn)外接管道與所述外接管道接口的良好匹配，并有很好的密封性能，優(yōu)選的，所述內螺紋結構的小徑<與所述外接管道的外徑<所述內螺紋結構的大徑。
[0036]參見圖1，圖1為本發(fā)明提供的微流控芯片的結構示意圖。圖1中，I為微流控芯片基板，2為外接管道接口，3為封膜。
[0037]同時，結合圖2對本發(fā)明實現(xiàn)的原理進行說明，圖2為本發(fā)明的原理圖，圖2中a為外接管道向所述微流控芯片的外接管道接口嵌插的過程，b為外接管道嵌插于所述微流控芯片的外接管道接口，b中，2為外接管道接口，4為外接管道。
[0038]其中，將外接管道直接插入接口時，由于接口的螺紋結構具有彈性，其形變后產(chǎn)生一個收緊應力使得接口與外接流體管道緊密接觸，起到密封的效果。同時，由于彈性螺紋結構可以隨著外接管道運動而形變使得外接管道可以直接拔出，實現(xiàn)外接流體管道的反復快速插拔。螺紋接口中包含很多螺紋，可以大幅度地增加接口與外接管道的密封接觸面，增大接觸形變，所以其能夠承受較大的流體壓力，具有很強密封性。
[0039]在本發(fā)明的一些【具體實施方式】中，所述密封彈性突起的材質為聚二甲基硅氧烷或聚烯烴彈性體。
[0040]本發(fā)明還提供了一種微流控芯片的制備方法，包括以下步驟:
[0041]A)提供制備微流控芯片基板的模具基片；
[0042]B)在所述模具基片的外接管道接口位置的上方放置外接管道接口模具，得到模具組合體，所述外接管道接口模具的外側表面為螺紋結構；
[0043]C)將彈性材料澆鑄與所述模具組合體之上，固化后，去除模具組合體，得到微流控芯片基板；
[0044]D)將所述微流控芯片基板與封膜結合，得到微流控芯片。
[0045]在制備微流控芯片時，需要提供制備微流控芯片基板的模具基片。在本發(fā)明中，對所述模具基片的制備方法并沒有特殊限制，本領域技術人員公知的模具基片的制備方法即可。
[0046]在本發(fā)明中，所述模具基片優(yōu)選按照如下方法進行制備:
[0047]a)利用旋涂工藝在基材上旋涂光刻膠；
[0048]b)然后利用光刻工藝在基材上獲得所需要的微流控芯片的光刻膠結構，或者利用刻蝕工藝將光刻膠結構轉移到基材上，或通過電鑄工藝將光刻膠結構轉移成金屬結構，得到豐吳具基片。
[0049]得到模具基片后，在所述模具基片的外接管道接口位置的上方放置外接管道接口模具，得到模具組合體，所述外接管道接口模具的外側表面為螺紋結構。
[0050]在本發(fā)明中，所述外接管道接口模具優(yōu)選采用標準的螺紋螺釘，更優(yōu)選采用規(guī)格為Ml.4?M20的圓柱形螺釘。采用上述外接管道接口模具可以提高流體接口的通用性，有利于其成為一種通用的流體接口方案。
[0051]在本發(fā)明的一些【具體實施方式】中，所述外接管道接口模具粘結于所述模具基片的外接管道接口位置的上方。從而可以保證模具與微流控芯片結構的粘附性，防止在倒模的過程中模具與接口位置發(fā)生位移。
[0052]得到模具組合體后，將彈性材料澆鑄與所述模具組合體之上，固化后，去除模具組合體，得到微流控芯片基板。
[0053]在本發(fā)明的一些【具體實施方式】中，所述彈性材料優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷或聚烯烴彈性體。
[0054]在本發(fā)明中，所述去除模具組合體的方法為:
[0055]旋轉所述外接管道接口模具，將所述外接管道接口模具從所述微流控芯