驟
(3)，使得所述第一基片至第N基片依次通過聚合物層連接，從而組成所述微流控芯片，N為大于等于3的正整數(shù)。
[0036]為了制備所需結(jié)構(gòu)的微流控芯片，可先在第一基片至第N基片上分層設(shè)計并刻蝕出所需的微流通道或微流室，在第一基片至第N基片依次通過聚合物層連接時，需要將需要連通的微流控結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)再進(jìn)行鍵合，使得所述第一基片至第N基片的微流通道或微流室互相聯(lián)通，并形成立體的微流控結(jié)構(gòu)。
[0037]實施例1
[0038]一種微流控芯片，由第一基片和第二基片組成，第一基片和第二基片的表面通過5mm的聚合物層連接，該芯片的制備方法如圖1所示:
[0039]1)制備基底芯片:
[0040]選取兩片硅片作為基片，并在硅片上加工得到所需的微流控結(jié)構(gòu)，然后用去離子水沖洗芯片，去除基片表面油污、顆粒物等雜質(zhì)，清洗干凈后放到潔凈工作區(qū)的熱臺上烘干備用Ο
[0041]2)制備聚合物:
[0042]這里所述的聚合物為PDMS。將PDMS彈性體和PDMS固化劑按照10:1的比例加入紙杯中，然后用干凈的玻璃棒朝一個方向攪拌混合液，直到混合液中呈現(xiàn)均勻的小氣泡，然后將攪拌好的混合液靜置至氣泡完全消除。
[0043]3)制備膠膜:
[0044]這里所用的襯底為EVA膠膜1。按膠膜比基底芯片尺寸大的原則剪切膠膜，然后用去離子水清洗膠膜，直至對著光看不到彩色花紋且不掛水，然后將洗凈的膠片放到潔凈工作區(qū)的熱臺上烘干，熱臺溫度為65攝氏度，時間約為半小時。
[0045]4)覆膜操作:
[0046]將制備好的PDMS鋪置于EVA膠膜1表面，形成5mm的聚合物層2。
[0047]5)預(yù)鍵合操作:
[0048]將第一基片3和聚合物層2分別放入電暈盒中，在功率2.5KW下進(jìn)行電暈，時長為120秒。電暈完成后，將第一基片3與聚合物層2進(jìn)行貼合，再將貼合好的芯片放到熱臺上進(jìn)行熱鍵合，熱臺溫度為65攝氏度，熱鍵合約5小時后，去除EVA膠膜1。
[0049]6)鍵合操作:
[0050]去除第一基片3微流控結(jié)構(gòu)上的聚合物將第一基片3和第二基片4放入電暈盒中，其中鍵合面朝上。在功率2.5kw下進(jìn)行電暈，時長為120s。電暈完成后，將第二基片4與第一基片2的微流控結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)后，與聚合物層的另一面貼合，然后將貼合好的芯片放到熱臺上進(jìn)行熱鍵合，即得到所述微流控芯片。
[0051]實施例2
[0052]1)制備基底芯片:
[0053]選取三片玻璃芯片分別作為第一基片，第二基片以及第三基片，并分別加工出微流結(jié)構(gòu)，如圖2a所示，從下至上依次為第一基片3，第二基片4以及第三基片5。然后用去離子水沖洗芯片，去除基片表面油污、顆粒物等雜質(zhì)，清洗干凈后放到潔凈工作區(qū)的熱臺上烘干備用。
[0054]2)制備膠膜:
[0055]這里所述膠膜為PET膠膜。按膠膜比基底芯片尺寸大的原則剪切膠膜，然后用去離子水清洗膠膜，直至對著光看不到彩色花紋且不掛水，然后將洗凈的膠片放到潔凈工作區(qū)的熱臺上烘干，熱臺溫度為65攝氏度，時間約為半小時。
[0056]3)制備聚合物:
[0057]這里所述的聚合物為PDMS。將PDMS彈性體和PDMS固化劑按照11:1的比例加入紙杯中，然后用干凈的玻璃棒朝一個方向攪拌混合液，直到混合液中呈現(xiàn)均勻的小氣泡，然后將攪拌好的混合液靜置至氣泡完全消除。
[0058]4)覆膜操作:
[0059]將制備好的PDMS倒在制備好的膠膜上，然后將膠膜放在勻膠機(jī)吸盤中心勻膠，勻膠機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，時長為35秒，得到厚度為20 μ m的PDMS聚合物層。然后將覆蓋有PDMS的膠膜取出放到熱臺上烘干，熱臺溫度為65攝氏度，時間約為1小時。注意整個操作應(yīng)在潔凈工作環(huán)境中完成。
[0060]5)預(yù)鍵合操作:
[0061]將第一基片3和膠膜的鍵合面朝上放入電暈盒中，在功率2.5KW下進(jìn)行電暈，時長為120秒。電暈完成后，將芯片與PDMS膜進(jìn)行貼合，再將貼合好的芯片放到熱臺上進(jìn)行熱鍵合，熱臺溫度為65攝氏度，熱鍵合約5小時。
[0062]6)鍵合操作:
[0063]用刀片沿著經(jīng)過步驟5)處理的第一基片的邊沿切割PDMS膜，然后將膠膜揭下，去除基片表面通孔處的聚合物層。將覆蓋有PDMS膜的第一基片和第二基片芯片放入電暈盒中，其中鍵合面朝上。在功率2.5kw下進(jìn)行電暈，時長為120s。電暈完成后，將第一基片表面的PDMS膜和第二基片的鍵合面上的微流控結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)貼合，然后將貼合好的芯片放到熱臺上進(jìn)行熱鍵合。
[0064]7)重復(fù)步驟5)和6)，將第三基片同樣通過PDMS膜結(jié)合于第二基片的另一表面，得到的微流控芯片結(jié)構(gòu)如圖2b所示，形成了立體的微流控結(jié)構(gòu)。
[0065]用類似的方法可以設(shè)計并制造出更為復(fù)雜的立體的微流控芯片，例如，可以在不同的基片上設(shè)計出具有不同功能的微流控通道，使流體依次通過不同的微流控通道進(jìn)行反應(yīng)，還可以結(jié)合氣栗和氣閥，使反應(yīng)可控地進(jìn)行。
[0066]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種立體的微流控芯片，其特征在于，包括第一基片，第二基片，…至第N基片，N為大于等于2的正整數(shù)，所述第一基片至第N基片具有微流通道或微流室，所述第一基片至第N基片依次通過聚合物層兩兩連接，使得相鄰基片的微流通道或微流室相連通，從而形成立體的微流控結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述聚合物層的材料為聚二甲基硅氧烷，聚乙烯或聚氨酯。3.如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述聚合物層的厚度為1ym?5mm。4.如權(quán)利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述聚合物層的厚度為1ym?100 μ mD5.如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一基片至第N基片為玻璃片、硅片或石英片。6.如權(quán)利要求1-5中任意一項所述的微流控芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)設(shè)計并制備出第一基片，第二基片，…至第N基片，使得所述第一基片至第N基片具有相互配合的微流通道或微流室，N為大于等于2的正整數(shù)； (2)將預(yù)制的聚合物均勻涂覆于柔性襯底上，固化后得到聚合物層； (3)將第一基片的表面與所述柔性襯底上的聚合物層鍵合，然后除去所述光滑襯底，使所述聚合物層留置于第一基片的表面；去除所述第一基片表面的微流通道或微流室上覆蓋的聚合物層，然后將第二基片的表面與留置于第一基片表面的所述聚合物層鍵合，使得所述第一基片與所述第二基片通過聚合物層連接；依次重復(fù)上述步驟，直至所述第一基片至第N基片依次通過聚合物層兩兩連接，從而構(gòu)成立體的微流控芯片。7.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述柔性襯底為聚對苯二甲酸乙二醇酯膠膜，乙烯-醋酸乙烯共聚物膠膜或熱塑性聚氨酯彈性體膠膜。8.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中涂覆的方法為旋涂法或印刷法。9.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中鍵合的方法為熱鍵合法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種立體的微流控芯片，包括第一基片，第二基片，…至第N基片，N為大于等于2的正整數(shù)，所述第一基片至第N基片具有微流通道或微流腔，所述第一基片至第N基片依次通過聚合物層兩兩連接，使得所述第一基片至第N基片的微流通道或微流腔相連通，從而形成立體的微流控結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還公開了該微流控芯片的制備方法，首先將預(yù)制的聚合物均勻涂覆于襯底上，干燥后得到1μm～100μm的聚合物層；然后第一基片和第二基片分別與聚合物層鍵合，反復(fù)疊加，從而得到所述微流控芯片。通過本發(fā)明，在不施加壓力的情況下實現(xiàn)微流控芯片的鍵合，方法簡單，可廣泛應(yīng)用于微流控芯片的制備。
【IPC分類】B01L3/00
【公開號】CN105396631
【申請?zhí)枴緾N201510919760
【發(fā)明人】劉侃, 陳婷, 艾釗, 項堅真
【申請人】武漢紡織大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月11日