CN102896006A - 微球分离筛选芯片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种微球分离筛选芯片，包括：一衬底，该衬底的中心开有一储液池；一流体通道，该流体通道为螺旋状，其制备在衬底的上面，该流体通道具有一进液口及多个出液口，该进液口与储液池连通，出液口设在螺旋状的流体通道末端；过滤柱阵列，该过滤柱阵列制备在流体通道内，该过滤柱阵列是沿流体通道有序纵向排列成列；一盖片，该盖片位于衬底上，其包括一注液口和多个液体出口，该注液口与储液池连通，该液体出口与流体通道的出液口连通，所述盖片的材料为石英片或PDMS。本发明能够实现目标粒径范围微球的高精度分离，同时兼具可靠性高、成本低廉等特点。

Description

微球分离筛选芯片及其制备方法
技术领域
本发明属于微球筛选领域，特别涉及一种微球分离筛选芯片及其制备方法，其可用于对微小颗粒进行快速精确分离筛选的芯片及具体制备方法。
背景技术
一定尺度范围微小颗粒的准确分离筛选对于许多领域具有重要意义，例如生物医学、环境分析，微纳加工等。传统的分离方法主要是利用膜分离法，这种方法受限于膜的孔径大小及均一程度，当颗粒尺寸小于几十微米时，膜分离法的应用则受到了很大限制。
随着芯片实验室(lab on a chip)及微机电系统(MEMS)技术在近些年的迅猛发展，芯片上实现微小颗粒的准确分离筛选对于弥补传统分离方法的分离精度差等不足之处具有重要意义。同时芯片分离系统与传统仪器相比具有体积小，重量轻，成本低，功耗小等诸多优点。
目前，利用惯性微流原理已经实现了在芯片上血浆、微球等在一定精度范围的分离，主要是利用微球或细胞在微通道内的惯性聚焦流动实现分离目的。在弯形微流通道内单一利用惯性微流原理进行分离对于血液中血浆与细胞的简单系统的分离尚可有效，但是对于粒径分布范围较宽的微球分离很难达到目标粒径微球的高精度分离筛选。
综上所述，在芯片上实现微球的高精度筛选分离，对于诸多领域均有重要意义，同时也是一项具有挑战性的工作。
发明内容
本发明目的是提供一种微球分离筛选芯片及其制备方法，其能够实现目标粒径范围微球的高精度分离，同时兼具可靠性高、成本低廉等特点。
本发明提供一种微球分离筛选芯片，包括：
一衬底，该衬底的中心开有一储液池；
一流体通道，该流体通道为螺旋状，其制备在衬底的上面，该流体通道具有一进液口及多个出液口，该进液口与储液池连通，出液口设在螺旋状的流体通道末端；
过滤柱阵列，该过滤柱阵列制备在流体通道内，该过滤柱阵列是沿流体通道有序纵向排列成列；
一盖片，该盖片位于衬底上，其包括一注液口和多个液体出口，该注液口与储液池连通，该液体出口与流体通道的出液口连通，所述盖片的材料为石英片或PDMS。
其中所述螺旋状的流体通道的圈数大于，流体通道的宽度为50-500微米，深度为30-200微米。
其中所述流体通道内排列成列的过滤柱阵列的列数为1-2列，过滤柱阵列中每个过滤柱的横截面为圆形、六边形或八边形，所述每个过滤柱的高度与流体通道的深度相同。
其中所述流体通道内的过滤柱之间的间距为1-100微米。
其中所述衬底的材料为硅片、石英片或PDMS。
本发明还提供一种微球分离筛选芯片的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在处理好的衬底的正面制备图形；
步骤2：刻蚀，在衬底上形成储液池、流体通道、过滤柱阵列、进液口及多个出液口；
步骤3：制备一盖片，在该盖片上形成注液口和液体出口；
步骤4：将盖片盖合于具有储液池、流体通道、过滤柱阵列、进液口及多个出液口的衬底上，使注液口与储液池连通，液体出口与流体通道的出液口连通，完成制备。
其中所述螺旋状的流体通道的圈数大于，流体通道的宽度为50-500微米，深度为30-200微米。
其中所述流体通道内排列成列的过滤柱阵列的列数为1-2列，过滤柱阵列中每个过滤柱的横截面为圆形、六边形或八边形，所述每个过滤柱的高度与流体通道的深度相同。
其中所述流体通道内的过滤柱之间的间距为1-100微米。
其中所述衬底的材料为硅片、石英片或PDMS。
附图说明
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是图2的局部放大图；
图4是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
请参阅图1、图2和图3所示，本发明提供一种微球分离筛选芯片，包括：
一衬底1，该衬底1的中心开有一储液池2，所述衬底1的材料为硅片、石英片或PDMS；
一流体通道3，该流体通道3为螺旋状，其制备在衬底1的上面，该流体通道3具有一进液口31及多个出液口32，该进液口31与储液池2连通，出液口32设在螺旋状的流体通道3末端，所述螺旋状的流体通道3的圈数大于3，流体通道3的宽度为50-500微米，深度为30-200微米；
过滤柱阵列4，该过滤柱阵列4制备在流体通道3内，该过滤柱阵列4是沿流体通道3有序纵向排列成列，所述流体通道3内排列成列的过滤柱阵列4的列数为1-2列，过滤柱阵列4中每个过滤柱的横截面为圆形、六边形或八边形，所述每个过滤柱的高度与流体通道3的深度相同，所述流体通道3内的过滤柱之间的间距为1-100微米，所述流体通道3上的多个出液口32的数量与过滤柱阵列4的列数有关，当过滤柱阵列4的列数为1-2列时，出液口32的数量为2-3，也就是说，流体通道3上的多个出液口32的数量是过滤柱阵列4的列数加1；
一盖片5，该盖片5位于衬底1上，其包括一注液口51和多个液体出口52，该注液口51与储液池2连通，该液体出口52与流体通道3的出液口32连通，所述盖片5的材料为硅片、石英片或PDMS。
请参阅图4，并结合参阅图1-图3所示，本发明提供一种微球分离筛选芯片的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在处理好的衬底1的正面制备图形，所述衬底1的材料为硅片、石英片或PDMS；
步骤2：刻蚀，在衬底1上形成储液池2、流体通道3、过滤柱阵列4、进液口31及多个出液口32，所述螺旋状的流体通道3的圈数大于3，流体通道3的宽度为50-500微米，深度为30-200微米，所述流体通道3内排列成列的过滤柱阵列4的列数为1-2列，过滤柱阵列4中每个过滤柱的横截面为圆形、六边形或八边形，所述每个过滤柱的高度与流体通道3的深度相同，所述流体通道3内的过滤柱之间的间距为1-100微米，所述流体通道3上的多个出液口32的数量与过滤柱阵列4的列数有关，当过滤柱阵列4的列数为1-2列时，出液口32的数量为2-3，也就是说，流体通道3上的多个出液口32的数量是过滤柱阵列4的列数加1；
步骤3：制备一盖片5，在该盖片5上形成注液口51和液体出口52；
步骤4：将盖片5盖合于具有储液池2、流体通道3、过滤柱阵列4、进液口31及多个出液口32的衬底1上，使注液口51与储液池2连通，液体出口52与出液口32连通，完成制备；
以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案范围内，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种微球分离筛选芯片，包括：
一衬底，该衬底的中心开有一储液池；
一流体通道，该流体通道为螺旋状，其制备在衬底的上面，该流体通道具有一进液口及多个出液口，该进液口与储液池连通，出液口设在螺旋状的流体通道末端；
过滤柱阵列，该过滤柱阵列制备在流体通道内，该过滤柱阵列是沿流体通道有序纵向排列成列；
一盖片，该盖片位于衬底上，其包括一注液口和多个液体出口，该注液口与储液池连通，该液体出口与流体通道的出液口连通，所述盖片的材料为石英片或PDMS。
2.如权利要求1所述的微球分离筛选芯片，其中所述螺旋状的流体通道的圈数大于，流体通道的宽度为50-500微米，深度为30-200微米。
3.如权利要求2所述的微球分离筛选芯片，其中所述流体通道内排列成列的过滤柱阵列的列数为1-2列，过滤柱阵列中每个过滤柱的横截面为圆形、六边形或八边形，所述每个过滤柱的高度与流体通道的深度相同。
4.如权利要求3所述的微球分离筛选芯片，其中所述流体通道内的过滤柱之间的间距为1-100微米。
5.如权利要求1所述的微球分离筛选芯片，其中所述衬底的材料为硅片、石英片或PDMS。
6.一种微球分离筛选芯片的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在处理好的衬底的正面制备图形；
步骤2：刻蚀，在衬底上形成储液池、流体通道、过滤柱阵列、进液口及多个出液口；
步骤3：制备一盖片，在该盖片上形成注液口和液体出口；
步骤4：将盖片盖合于具有储液池、流体通道、过滤柱阵列、进液口及多个出液口的衬底上，使注液口与储液池连通，液体出口与流体通道的出液口连通，完成制备。
7.如权利要求6所述的微球分离筛选芯片的制备方法，其中所述螺旋状的流体通道的圈数大于，流体通道的宽度为50-500微米，深度为30-200微米。
8.如权利要求7所述的微球分离筛选芯片的制备方法，其中所述流体通道内排列成列的过滤柱阵列的列数为1-2列，过滤柱阵列中每个过滤柱的横截面为圆形、六边形或八边形，所述每个过滤柱的高度与流体通道的深度相同。
9.如权利要求8所述的微球分离筛选芯片的制备方法，其中所述流体通道内的过滤柱之间的间距为1-100微米。
10.如权利要求6所述的微球分离筛选芯片的制备方法，其中所述衬底的材料为硅片、石英片或PDMS。
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