基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭及其制備方法，它包括五層玻璃結(jié)構(gòu)，從下向上依次為最底層、次底層、中間層、次頂層和最頂層，在最底層設(shè)有第一焊盤型腔、第二焊盤型腔和下引線型腔隊(duì)列，在次底層設(shè)有第一支柱型腔隊(duì)列和第六支柱型腔隊(duì)列，在中間層設(shè)有第二支柱型腔隊(duì)列、樣品腔和第五支柱型腔隊(duì)列，在次頂層設(shè)有第二進(jìn)樣孔、第三支柱型腔隊(duì)列、第二出樣孔和第四支柱型腔隊(duì)列，在最頂層設(shè)有第一進(jìn)樣孔、第一出樣孔和上引線型腔隊(duì)列。本發(fā)明提供的探頭既具有橫向弛豫時(shí)間檢測(cè)分辨準(zhǔn)確，又具有線圈自諧振頻率高等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于更廣的高場(chǎng)核磁共振檢測(cè)領(lǐng)域；制備方法，工藝設(shè)計(jì)合理，成本低，可控性強(qiáng)，穩(wěn)定性好。
【專利說(shuō)明】基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)技術(shù)以無(wú)損檢測(cè)而著名，然而相比其它分析技術(shù)如質(zhì)譜和紅外光譜等，NMR檢測(cè)靈敏度表現(xiàn)不佳。為了提高檢測(cè)靈敏度，Peck 等(Design and analysis of microcoils for NMR microscopy.Journal ofMagnetic Resonance Series B, 1995.108(2): p.114-124.)通過(guò)研究得出縮小線圈的直徑可以提高檢測(cè)靈敏度，并同時(shí)率先制作出纏繞式螺線管微型線圈，NMR實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其信噪比較優(yōu)，然而由于其采用手工纏繞，尤其制作微型線圈時(shí)，線圈匝與匝之間的距離不易控制。另外，線圈也不易批量制作。隨著微機(jī)電系統(tǒng)(micro electro mechanicalsystem, MEMS)技術(shù)的發(fā)展，Massin 等(High-Q factor RF planar microcoils formicro-scale NMR spectroscopy.Sensors and Actuators a-Physical, 2002.97-98:p.280-288.)在玻璃襯底上運(yùn)用光刻和電鍍工藝制作出MEMS平面微型線圈，解決了微型線圈不易制作的局限，然而由于制作的線圈是平面型，在NMR實(shí)驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)相比螺線管微型線圈，平面微型線圈存在射頻場(chǎng)不均勻等不足。因此，為了提高其均勻性，部分學(xué)者又把研究目光轉(zhuǎn)向螺線管線圈的研制。Ehrmann等(Microfabricated solenoids andHelmholtz coils for NMR spectroscopy of mammalian cells.Lab on a Chip, 2007.7(3): p.373-380.)仍基于光刻和電鍍工藝，制作出MEMS螺線管微型線圈，然而制作后發(fā)現(xiàn)線圈存在工藝難度大，不易制作復(fù)現(xiàn)等問(wèn)題。與此同時(shí)，Sillerud等(1H NMR Detect1nof superparamagnetic nanoparticles at I T using a microcoil and novel tuningcircuit.Journal of Magnetic Resonance, 2006.181(2): p.181-190.)米用聚焦離子束(focused 1n beam, FIB)技術(shù)制作出FIB螺線管微型線圈，然而FIB制作工藝復(fù)雜且成本極高。為了降低螺線管微型線圈的工藝難度和復(fù)雜度。另外，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310659209.4的基于印刷電路板(printed circuit board, PCB)技術(shù)的螺線管線圈雖然制作工藝也簡(jiǎn)易且成本不高，但是由于FR4襯底通孔引線的寄生電容帶來(lái)線圈的自諧振頻率過(guò)低，使PCB螺線管線圈僅適合于低場(chǎng)NMR領(lǐng)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，本發(fā)明另一個(gè)目的是提供該基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制備方法。本發(fā)明提供的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭可有效解決現(xiàn)有螺旋管微型線圈存在橫向弛豫時(shí)間檢測(cè)分辨不準(zhǔn)確、線圈自諧振頻率低等問(wèn)題。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，該探頭包括五層玻璃結(jié)構(gòu)，從下向上依次為最底層、次底層、中間層、次頂層和最頂層，在最底層設(shè)有第一焊盤型腔、第二焊盤型腔和下引線型腔隊(duì)列，在次底層設(shè)有第一支柱型腔隊(duì)列和第六支柱型腔隊(duì)列，在中間層設(shè)有第二支柱型腔隊(duì)列、樣品腔和第五支柱型腔隊(duì)列，在次頂層設(shè)有第二進(jìn)樣孔、第三支柱型腔隊(duì)列、第二出樣孔和第四支柱型腔隊(duì)列，在最頂層設(shè)有第一進(jìn)樣孔、第一出樣孔和上引線型腔隊(duì)列；
所述的第一焊盤型腔與第一支柱型腔隊(duì)列、第二支柱型腔隊(duì)列、第三支柱型腔隊(duì)列、上引線型腔隊(duì)列、第四支柱型腔隊(duì)列、第五支柱型腔隊(duì)列、第六支柱型腔隊(duì)列、下引線型腔隊(duì)列以及第二焊盤型腔組成螺線管微型線圈型腔；
所述的第一進(jìn)樣孔與第二進(jìn)樣孔、樣品腔、第二出樣孔和第一出樣孔組成微流通道。
[0005]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，最底層、次底層、中間層、次頂層和最頂層的材料為透明的玻璃，且各自的長(zhǎng)寬尺寸一致。具體尺寸可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)計(jì)。
[0006]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，其螺線管微型線圈型腔的填充材料為鎵。
[0007]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，第一支柱型腔隊(duì)列、第二支柱型腔隊(duì)列和第三支柱型腔隊(duì)列，三者的垂直投影重合，且三者的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列和下引線型腔隊(duì)列的垂直投影的右端；
第四支柱型腔隊(duì)列、第五支柱型腔隊(duì)列和第六支柱型腔隊(duì)列三者的垂直投影重合，且三者的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列和下引線型腔隊(duì)列的垂直投影的左端；
第一支柱型腔隊(duì)列的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列的垂直投影的右端；第六支柱型腔隊(duì)列的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列的垂直投影的左端；
第一支柱型腔隊(duì)列中，僅其最后面的一個(gè)型腔垂直投影落在第一焊盤型腔之內(nèi)，其它的型腔垂直投影均落在下引線型腔隊(duì)列的右端；
第六支柱型腔隊(duì)列中，僅其最前面的一個(gè)型腔垂直投影落在第二焊盤型腔之內(nèi)，其它的型腔垂直投影均落在下引線型腔隊(duì)列的左端。
[0008]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，所述的第一進(jìn)樣孔和第二進(jìn)樣孔兩者的垂直投影重合，且兩者的垂直投影均位于樣品腔的垂直投影之內(nèi)；
第一出樣孔和第二出樣孔，兩者的垂直投影重合，且兩者的垂直投影均位于樣品腔的垂直投影之內(nèi)。
[0009]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，其包括以下步驟:
a、首先對(duì)最底層進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一焊盤型腔、第二焊盤型腔和下引線型腔隊(duì)列；
然后對(duì)次底層進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一支柱型腔隊(duì)列和第六支柱型腔隊(duì)列；然后再對(duì)中間層進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第二支柱型腔隊(duì)列、樣品腔和第五支柱型腔隊(duì)列；然后再對(duì)次頂層進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第二進(jìn)樣孔、第三支柱型腔隊(duì)列、第二出樣孔和第四支柱型腔隊(duì)列；
最后對(duì)最頂層進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一進(jìn)樣孔、第一出樣孔和上引線型腔隊(duì)列；
b、對(duì)最底層、次底層、中間層、次頂層和最頂層均進(jìn)行等離子體處理，并對(duì)最底層的上表面與次底層的下表面、次底層的上表面與中間層的下表面、中間層的上表面與次頂層的下表面、次頂層的上表面與最頂層的下表面均進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)鍵合，形成螺線管微型線圈型腔和微流通道；
C、在大于或等于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下，對(duì)鍵合處理后形成的螺線管微型線圈型腔進(jìn)行液態(tài)金屬鎵澆鑄處理，形成雛形的鎵螺線管微型線圈；再在低于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下，對(duì)雛形的鎵螺線管微型線圈進(jìn)行冷卻處理，制得鎵螺線管微型線圈成品，從而制得基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭。
[0010]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，步驟a中所述的干法刻蝕處理的具體條件為功率參數(shù)250-450瓦特、氣壓參數(shù)小于I帕，優(yōu)選0.廣0.8帕。
[0011]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，步驟b中所述的等離子體處理的具體條件為時(shí)間參數(shù)5~25分鐘、功率參數(shù)250~300瓦特。
[0012]作為優(yōu)選方案，以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，步驟b中所述的鍵合處理的具體條件為溫度參數(shù)500-600攝氏度。
[0013]本發(fā)明所述五層玻璃結(jié)構(gòu)均采用干法刻蝕處理，當(dāng)處理次底層、中間層和次頂層時(shí)，先對(duì)該三層干法刻蝕處理得到平面定位一致和尺寸相同的型腔隊(duì)列，再對(duì)中間層進(jìn)行樣品腔制作，以及對(duì)次頂層進(jìn)行第二進(jìn)樣孔和第二出樣孔的制作，最后，最底層得到第一焊盤型腔、第二焊盤型腔和下引線型腔隊(duì)列，次底層得到第一支柱型腔隊(duì)列和第六支柱型腔隊(duì)列，中間層得到第二支柱型腔隊(duì)列、樣品腔和第五支柱型腔隊(duì)列，次頂層得到第二進(jìn)樣孔、第三支柱型腔隊(duì)列、第二出樣孔和第四支柱型腔隊(duì)列，最頂層得到第一進(jìn)樣孔、第一出樣孔和上引線型腔隊(duì)列。
[0014]本發(fā)明上述五層玻璃結(jié)構(gòu)均進(jìn)行等離子體處理，最底層的上表面與次底層的下表面、次底層的上表面與中間層的下表面、中間層的上表面與次頂層的下表面、次頂層的上表面與最頂層的下表面均進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)鍵合；鍵合后，第一焊盤型腔與第一支柱型腔隊(duì)列、第二支柱型腔隊(duì)列、第三支柱型腔隊(duì)列、上引線型腔隊(duì)列、第四支柱型腔隊(duì)列、第五支柱型腔隊(duì)列、第六支柱型腔隊(duì)列、下引線型腔隊(duì)列以及第二焊盤型腔組成貫通的螺線管微型線圈型腔；而第一進(jìn)樣孔與第二進(jìn)樣孔、樣品腔、第二出樣孔和第一出樣孔則組成微流通道；再在大于或等于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下，向螺線管微型線圈型腔內(nèi)澆鑄液態(tài)金屬鎵，并置于低于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下冷卻。
[0015]上述五層玻璃結(jié)構(gòu)的厚度依據(jù)工作環(huán)境的需要而定。
[0016]上述第一焊盤型腔和第二焊盤型腔的形狀依據(jù)與之對(duì)應(yīng)導(dǎo)通的PCB焊盤而定。
[0017]有益效果:本發(fā)明提供的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭及其制備方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
現(xiàn)有的螺線管微型線圈部分基于先PDMS與PDMS鍵合，后注入液態(tài)金屬鎵進(jìn)行制作，在橫向弛豫時(shí)間檢測(cè)上易出現(xiàn)部分時(shí)間段盲區(qū)；部分采用PCB技術(shù)制作，存在線圈自諧振頻率低，僅適合低場(chǎng)核磁共振環(huán)境下等局限；
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)，提供的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，該探頭既具有橫向弛豫時(shí)間檢測(cè)分辨準(zhǔn)確，又具有線圈自諧振頻率高等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于更廣的高場(chǎng)核磁共振檢測(cè)領(lǐng)域，應(yīng)用范圍更加廣泛，取得了非常好的技術(shù)效果。
[0018]本發(fā)明提供的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制備方法，整個(gè)工藝設(shè)計(jì)合理，成本低，可控性強(qiáng)，重復(fù)性和穩(wěn)定性好，制備得到的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭合格率高，可克服現(xiàn)有技術(shù)工藝復(fù)雜，難控制，成本高等缺點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成探頭的結(jié)構(gòu)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
如圖1所示，一種基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，該探頭包括五層玻璃結(jié)構(gòu)，從下向上依次為最底層(10)、次底層(20)、中間層(30)、次頂層(40)和最頂層
(50)，在最底層(10)設(shè)有第一焊盤型腔(11)、第二焊盤型腔(12)和下引線型腔隊(duì)列(13)，在次底層(20)設(shè)有第一支柱型腔隊(duì)列(21)和第六支柱型腔隊(duì)列(22)，在中間層(30)設(shè)有第二支柱型腔隊(duì)列(31)、樣品腔(32)和第五支柱型腔隊(duì)列(33)，在次頂層(40)設(shè)有第二進(jìn)樣孔(41)、第三支柱型腔隊(duì)列(42)、第二出樣孔(43)和第四支柱型腔隊(duì)列(44)，在最頂層
(50)設(shè)有第一進(jìn)樣孔(51)、第一出樣孔(52)和上引線型腔隊(duì)列(53)；
第一焊盤型腔(11)與第一支柱型腔隊(duì)列(21)、第二支柱型腔隊(duì)列(31)、第三支柱型腔隊(duì)列(42)、上引線型腔隊(duì)列(53)、第四支柱型腔隊(duì)列(44)、第五支柱型腔隊(duì)列(33)、第六支柱型腔隊(duì)列(22)、下引線型腔隊(duì)列(13)以及第二焊盤型腔(12)組成螺線管微型線圈型腔；第一進(jìn)樣孔(51)與第二進(jìn)樣孔(41)、樣品腔(32)、第二出樣孔(43)和第一出樣孔(52)組成微流通道。
[0022]以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，最底層(10)、次底層(20)、中間層(30)、次頂層(40)和最頂層(50)的材料為透明的玻璃，且各自的長(zhǎng)寬尺寸一致。
[0023]以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，螺線管微型線圈型腔的填充材料為液態(tài)金屬鎵。
[0024]以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，第一支柱型腔隊(duì)列(21)、第二支柱型腔隊(duì)列(31)和第三支柱型腔隊(duì)列(42)，三者的垂直投影重合，且三者的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)和下引線型腔隊(duì)列(13)的垂直投影的右端；
第四支柱型腔隊(duì)列(44)、第五支柱型腔隊(duì)列(33)和第六支柱型腔隊(duì)列(22)三者的垂直投影重合，且三者的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)和下引線型腔隊(duì)列(13)的垂直投影的左端；
第一支柱型腔隊(duì)列(21)的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)的垂直投影的右端；第六支柱型腔隊(duì)列(22)的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)的垂直投影的左端；
第一支柱型腔隊(duì)列(21)中，僅其最后面的一個(gè)型腔垂直投影落在第一焊盤型腔(11)之內(nèi)，其它的型腔垂直投影均落在下引線型腔隊(duì)列(13)的右端；
第六支柱型腔隊(duì)列(22)中，僅其最前面的一個(gè)型腔垂直投影落在第二焊盤型腔(12)之內(nèi)，其它的型腔垂直投影均落在下引線型腔隊(duì)列(13)的左端。
[0025]以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，第一進(jìn)樣孔(51)和第二進(jìn)樣孔(41)兩者的垂直投影重合，且兩者的垂直投影均位于樣品腔(32)的垂直投影之內(nèi)；
第一出樣孔(52)和第二出樣孔(43)，兩者的垂直投影重合，且兩者的垂直投影均位于樣品腔(32)的垂直投影之內(nèi)。
[0026]實(shí)施例2
一種基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，其包括以下步驟:
a、首先對(duì)最底層(10)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一焊盤型腔(11)、第二焊盤型腔(12)和下引線型腔隊(duì)列(13);
然后對(duì)次底層(20)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一支柱型腔隊(duì)列(21)和第六支柱型腔隊(duì)列(22)；
然后再對(duì)中間層(30)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第二支柱型腔隊(duì)列(31)、樣品腔(32)和第五支柱型腔隊(duì)列(33);
然后再對(duì)次頂層(40)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第二進(jìn)樣孔(41)、第三支柱型腔隊(duì)列(42)、第二出樣孔(43)和第四支柱型腔隊(duì)列(44)；
最后對(duì)最頂層(50)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一進(jìn)樣孔(51)、第一出樣孔(52)和上引線型腔隊(duì)列(53);
b、對(duì)最底層(10)、次底層(20)、中間層(30)、次頂層(40)和最頂層(50)均進(jìn)行等離子體處理，并對(duì)最底層(10)的上表面與次底層(20)的下表面、次底層(20)的上表面與中間層
(30)的下表面、中間層(30)的上表面與次頂層(40)的下表面、次頂層(40)的上表面與最頂層(50)的下表面均進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)鍵合，形成螺線管微型線圈型腔和微流通道；
C、在大于或等于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下，對(duì)鍵合處理后形成的螺線管微型線圈型腔進(jìn)行液態(tài)金屬鎵澆鑄處理，形成雛形的鎵螺線管微型線圈；再在低于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下，對(duì)雛形的鎵螺線管微型線圈進(jìn)行冷卻處理，制得鎵螺線管微型線圈成品，從而制得基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭。
[0027]以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，步驟a中所述的干法刻蝕處理的具體條件為功率參數(shù)250-450瓦特、氣壓參數(shù)小于I帕。
[0028]以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，步驟b中所述的等離子體處理的具體條件為時(shí)間參數(shù)5~25分鐘、功率參數(shù)250-300瓦特。
[0029]以上所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，步驟b中所述的鍵合處理的具體條件為溫度參數(shù)500-600攝氏度。
[0030]實(shí)施例3
基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭實(shí)際應(yīng)用時(shí)，對(duì)第一進(jìn)樣孔(51)和第一出樣孔(52)分別插入進(jìn)樣管和出樣管，并對(duì)第一進(jìn)樣孔(51) 口和第一出樣孔(52) 口進(jìn)行密封處理；同時(shí)，將第一焊盤型腔(11)和第二焊盤型腔(12)分別對(duì)準(zhǔn)于PCB中接地的焊盤和信號(hào)端的焊盤上，再通過(guò)無(wú)磁性50 Ω同軸電纜線連接至前放，最后連至控制電路部分，在射頻脈沖激勵(lì)下線圈切割磁力線產(chǎn)生自由感應(yīng)衰減信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后就得到常見(jiàn)的核磁共振信號(hào)，從而可以進(jìn)行樣品鑒別分析。
[0031]實(shí)施例4
基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭應(yīng)用于更廣的高場(chǎng)核磁共振檢測(cè)領(lǐng)域時(shí)，先將高斯計(jì)儀器中的探頭放入用于產(chǎn)生高場(chǎng)的超導(dǎo)磁體中，測(cè)出主磁場(chǎng)最均勻的區(qū)域，并標(biāo)定該區(qū)域；再通過(guò)定位儀器將基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭移入已標(biāo)定的區(qū)域中心；接著將第一焊盤型腔(11)和第二焊盤型腔(12)分別對(duì)準(zhǔn)于PCB中接地的焊盤和信號(hào)端的焊盤上，并連接無(wú)磁性50 Ω同軸電纜線，再連接至集成前放的控制系統(tǒng)；然后，對(duì)第一進(jìn)樣孔(51)和第一出樣孔(52)分別插入進(jìn)樣管和出樣管，并對(duì)第一進(jìn)樣孔(51) 口和第一出樣孔(52) 口進(jìn)行密封處理；緊接著，通過(guò)進(jìn)樣管向樣品腔(32)內(nèi)注入經(jīng)典的乙醇樣品，采用無(wú)磁性平口螺絲刀調(diào)節(jié)無(wú)磁性可變電容，乙醇樣品在高場(chǎng)核磁共振檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)經(jīng)典的三峰圖，表明本發(fā)明集成的探頭可應(yīng)用于高場(chǎng)核磁共振領(lǐng)域。
[0032]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，其特征在于:該探頭包括五層玻璃結(jié)構(gòu)，從下向上依次為最底層(10)、次底層(20)、中間層(30)、次頂層(40)和最頂層(50)，在最底層(10)設(shè)有第一焊盤型腔(11)、第二焊盤型腔(12)和下引線型腔隊(duì)列(13)，在次底層(20)設(shè)有第一支柱型腔隊(duì)列(21)和第六支柱型腔隊(duì)列(22)，在中間層(30)設(shè)有第二支柱型腔隊(duì)列(31)、樣品腔(32)和第五支柱型腔隊(duì)列(33)，在次頂層(40)設(shè)有第二進(jìn)樣孔(41)、第三支柱型腔隊(duì)列(42)、第二出樣孔(43)和第四支柱型腔隊(duì)列(44)，在最頂層(50)設(shè)有第一進(jìn)樣孔(51)、第一出樣孔(52)和上引線型腔隊(duì)列(53); 第一焊盤型腔(11)與第一支柱型腔隊(duì)列(21)、第二支柱型腔隊(duì)列(31)、第三支柱型腔隊(duì)列(42)、上引線型腔隊(duì)列(53)、第四支柱型腔隊(duì)列(44)、第五支柱型腔隊(duì)列(33)、第六支柱型腔隊(duì)列(22)、下引線型腔隊(duì)列(13)以及第二焊盤型腔(12)組成螺線管微型線圈型腔； 第一進(jìn)樣孔(51)與第二進(jìn)樣孔(41)、樣品腔(32)、第二出樣孔(43)和第一出樣孔(52)組成微流通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，其特征在于，最底層(10)、次底層(20)、中間層(30)、次頂層(40)和最頂層(50)的材料為透明的玻璃，且各自的長(zhǎng)寬尺寸一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，其特征在于，螺線管微型線圈型腔的填充材料為液態(tài)金屬鎵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，其特征在于，第一支柱型腔隊(duì)列(21)、第二支柱型腔隊(duì)列(31)和第三支柱型腔隊(duì)列(42)，三者的垂直投影重合，且三者的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)和下引線型腔隊(duì)列(13)的垂直投影的右端； 第四支柱型腔隊(duì)列(44)、第五支柱型腔隊(duì)列(33)和第六支柱型腔隊(duì)列(22)三者的垂直投影重合，且三者的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)和下引線型腔隊(duì)列(13)的垂直投影的左端； 第一支柱型腔隊(duì)列(21)的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)的垂直投影的右端；第六支柱型腔隊(duì)列(22)的垂直投影均落在上引線型腔隊(duì)列(53)的垂直投影的左端； 第一支柱型腔隊(duì)列(21)中，僅其最后面的一個(gè)型腔垂直投影落在第一焊盤型腔(11)之內(nèi)，其它的型腔垂直投影均落在下引線型腔隊(duì)列(13)的右端； 第六支柱型腔隊(duì)列(22)中，僅其最前面的一個(gè)型腔垂直投影落在第二焊盤型腔(12)之內(nèi)，其它的型腔垂直投影均落在下引線型腔隊(duì)列(13)的左端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭，其特征在于，第一進(jìn)樣孔(51)和第二進(jìn)樣孔(41)兩者的垂直投影重合，且兩者的垂直投影均位于樣品腔(32)的垂直投影之內(nèi)； 第一出樣孔(52)和第二出樣孔(43)，兩者的垂直投影重合，且兩者的垂直投影均位于樣品腔(32)的垂直投影之內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: a、首先對(duì)最底層(10 )進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一焊盤型腔(11 )、第二焊盤型腔(12 )和下引線型腔隊(duì)列(13);然后對(duì)次底層(20)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一支柱型腔隊(duì)列(21)和第六支柱型腔隊(duì)列(22)； 然后再對(duì)中間層(30)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第二支柱型腔隊(duì)列(31)、樣品腔(32)和第五支柱型腔隊(duì)列(33)； 然后再對(duì)次頂層(40)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第二進(jìn)樣孔(41)、第三支柱型腔隊(duì)列(42)、第二出樣孔(43)和第四支柱型腔隊(duì)列(44)； 最后對(duì)最頂層(50)進(jìn)行干法刻蝕處理，制作第一進(jìn)樣孔(51)、第一出樣孔(52)和上引線型腔隊(duì)列(53); b、對(duì)最底層(10)、次底層(20)、中間層(30)、次頂層(40)和最頂層(50)均進(jìn)行等離子體處理，并對(duì)最底層(10)的上表面與次底層(20)的下表面、次底層(20)的上表面與中間層(30)的下表面、中間層(30)的上表面與次頂層(40)的下表面、次頂層(40)的上表面與最頂層(50)的下表面均進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)鍵合，形成螺線管微型線圈型腔和微流通道； C、在大于或等于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下，對(duì)鍵合處理后形成的螺線管微型線圈型腔進(jìn)行液態(tài)金屬鎵澆鑄處理，形成雛形的鎵螺線管微型線圈；再在低于鎵熔點(diǎn)的溫度環(huán)境下，對(duì)雛形的鎵螺線管微型線圈進(jìn)行冷卻處理，制得鎵螺線管微型線圈成品，從而制得基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，其特征在于，步 驟a中所述的干法刻蝕處理的具體條件為功率參數(shù)250-450瓦特、氣壓參數(shù)小于I帕。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，其特征在于，步驟b中所述的等離子體處理的具體條件為時(shí)間參數(shù)5~25分鐘、功率參數(shù)250~300瓦特。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于鎵螺線管微型線圈與玻璃微流通道集成的探頭的制造方法，其特征在于，步驟b中所述的鍵合處理的溫度參數(shù)為500-600攝氏度。
【文檔編號(hào)】G01N24/08GK104076057SQ201410335299
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】張春偉, 周海, 劉必榮, 曾勇 申請(qǐng)人:鹽城工學(xué)院