CN105498871A - 一种三维聚焦微流体芯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种三维聚焦微流体芯片及其制作方法，该三维聚焦微流体芯片包含离散相层和连续相层；离散相层包含离散相流道和与离散相流道相连的离散相储存池，连续相层包含连续相流道和与连续相流道相连的连续相储存池；连续相流道从连续相储存池开始形成一条流道，在中途分成两条连续相流道，对称分布于离散相流道两侧，并在与离散相流道出口处相交相通，形成收缩喷雾小孔；收缩喷雾小孔宽度尺寸小于两连续相流道相交处的最大宽度；连续相流道深度大于离散相流道深度，且离散相流道出口在深度方向上位于连续相流道的中间位置，形成三维立体结构。该微流体芯片可用气液两相流形成气包液的流体喷雾形式，有效产生微米、甚至纳米级别的微小液滴。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维聚焦微流体芯片及其制作方法，该三维聚焦微流体芯片可以与质谱联用、在气液两相流中用于产生微小液滴。
背景技术
微流体芯片特别是具备高密度、大规模、高通量、多功能等特点的集成微流体芯片，已经在化学和生物学等领域发挥着重要的作用。与宏观尺度的实验装置相比，这一技术显著降低了样品的消耗量，提高了反应效率。同时也降低了实验产生废物对环境的污染；集成微流体芯片操作的并行优势可以实现实验的高通量、自动化控制；并且可以通过微阀微泵等微细结构进行精确控制。这使得微流体芯片在分析领域中具有不可替代的优势。
质谱分析是测量离子质荷比的一种分析方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同质荷比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器，利用电场和磁场使离子发生偏转，将它们分别聚焦得到质谱图，从而确定其质量。质谱仪正是应用这种原理对未知物质进行分析的仪器。电喷雾质谱(ElectrosprayIon-MassSpectrometer，ESI-MS)联用比较早就应用于物质分析领域，然而在质谱仪具有高灵敏度这一优点的同时，其对离子源的要求往往也很高。传统的喷雾针离子源需要对样品在其他平台上进行前处理、样品消耗量大、分离效率与传输效率不高等问题。联用质谱的微流体电喷雾离子源应运而生，微流体芯片可以集成样品的前处理、预分离、电喷雾等功能，大大提高了检测的灵敏度，降低样品的消耗量。
已知具有较好电喷雾效果的微流体芯片多采用石英、玻璃材料。另一种常用材料是高聚物聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)，采用它要得到好的电喷雾效果则比较困难。但是它相对前两种材料成本低很多，制作工艺简单，制作时间短，可批量制作，所以对这种材料进行工艺上的创新研究具有很大的意义和价值。一种好的微流体芯片的结构、材料和制作方法，都能在成本和结构稳定性上给分析系统带来很大的帮助。
另外，由于目前与质谱联用的基于PDMS的微流体芯片需要在微米级别的流道两边进行切割形成喷雾尖端，这给微流体芯片的加工制作带来了巨大的切割困难。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种三维聚焦微流体芯片及其制作方法，该三维聚焦微流体芯片可高效产生微米、甚至纳米级别的微小液滴。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种三维聚焦微流体芯片，包含离散相层和连续相层；所述离散相层包含离散相流道和与离散相流道相连的离散相储存池，所述连续相层包含连续相流道和与连续相流道相连的连续相储存池；连续相流道从连续相储存池开始形成一条流道，在中途分成两条连续相流道，对称分布于离散相流道两侧，并且最终在与离散相流道出口处相交相通，形成收缩喷雾小孔；收缩喷雾小孔宽度尺寸小于两连续相流道相交处的最大宽度，以形成聚焦喷雾的效果；连续相流道深度大于离散相流道深度，且离散相流道出口在深度方向上位于连续相流道的中间位置，形成三维立体结构。
进一步地：
所述三维聚焦微流体芯片所用材料是高聚物聚二甲基硅氧烷即PDMS，三维聚焦微流体芯片包括相键合的上下两片PDMS，且两片PDMS都包含有流道结构；其中一片PDMS结构层中流道包含离散相流道和连续相流道，另外一片PDMS衬底层流道包含离散相流道和连续相流道，两片PDMS上下合并后各自的离散相流道和连续相流道对应上下合并，或者，其中一片PDMS结构层中流道包含离散相流道和连续相流道，另外一片PDMS衬底层流道包含连续相流道，两片PDMS上下合并后各自的连续相流道对应上下合并。
所述离散相流道与连续相流道夹角在0-90°之间，优选角度在35°和45°之间。
由离散相流道与连续相流道所形成的喷雾口是直接从光刻胶形成的模具中脱模成型。
所述离散相流道与连续相流道是交错分布的多通道流体聚焦模式，以实现多条离散相流道聚焦喷出。
所述离散相流道的至少一段为Z字型结构，以防止流体回流。
所述离散相为液体，所述连续相为气体。
一种制作所述的三维聚焦微流体芯片的制作方法，包括以下步骤：
使用离散相层掩膜版和连续相层掩膜版进行模具制作；
其中，离散相层掩膜版的透光区域包括对应于离散相储存池及离散相流道的区域，用于在对硅基片上的光刻胶曝光过程中定义离散相流道和离散相储存池；连续相层掩膜版的透光区域包括对应于连续相储存池与连续相流道的区域，用于在对硅基片上的光刻胶曝光过程中定义连续相流道和连续相储存池；
模具制作过程中，在第一硅基片上甩光刻胶后，通过离散相层掩膜版对最底层光刻胶曝光，显影后形成离散相层；再在第一硅基片上甩光刻胶后，通过连续相层掩膜版对上层光刻胶曝光，显影后形成连续相层，由此制作出对应于形成PDMS结构层的模具；再对第二硅基片重复上述过程，或者，对第二硅基片仅针对连续相层掩膜版进行甩胶、曝光、显影过程，由此制作出对应于形成PDMS衬底层的模具；
然后，使用相应模具分别成型出PDMS结构层和PDMS衬底层；
再后，将PDMS结构层和PDMS衬底层对齐，键合形成一块完整的三维聚焦微流体芯片；
优选地，离散相层掩膜版和连续相层掩膜版均含有对齐结构，用于曝光时将光刻胶形成的已有结构与在后使用的掩膜版对齐。
离散相层掩膜版对应的制作只完成一次甩胶、曝光、显影过程，连续相层掩膜版对应的制作过程完成至少三次甩胶、曝光、显影过程，以使得连续相流道的厚度远大于离散相流道厚度，从而有利于离散相从离散相流道流出后悬浮于连续相中，而不与流道壁面接触。
分别用PDMS原料和交联剂以不同比例混合的PDMS聚合物制作PDMS结构层和PDMS衬底层，以提高两者的键合力度。
本发明的有益效果：
本发明实现一种能够高效产生微小喷雾液滴的微流体芯片结构，尤其可用气液两相流形成气包液的流体喷雾形式，产生微米、甚至纳米级别的微小液滴。与传统油水两相流相比，本发明中气液两相流产生的微小液滴，不需要油水分离的繁琐步骤，可以直接收集微小液滴。目前用于两相流中流体聚焦功能的微流体芯片为二维结构，而且两相流中的离散相和连续相都是水和油，都是把黏度值大的作为连续相，粘度值小的作为离散相，比如油包水，液包气；本发明的三维流体聚焦微流体芯片实现了气包液的流体聚焦功能，并且可以实现与质谱仪的联用。
同时，微芯片的喷雾尖端在结构设计上就已经形成，所以很容易切割制作，解决了与质谱联用微流体芯片微流道制作切割上的困难。
附图说明
图1示出了本发明实施例微流芯片制作方法的流程示意图；
图2a至图2c示出了本发明实施例涉及的两块掩膜版的示意图，其中图2a示出离散相层掩膜板201，图2b示出连续相层掩膜板202，图2b为图2b中喷雾口203的放大图；
图3示出了图1中多次甩胶、曝光和显影的具体过程图；
图4a至图4f示出了两片PDMS成型俯视示意图，其中，图4a示出模制得到的PDMS结构层401，图4b示出切割后的PDMS结构层402，图4c示出PDMS结构层喷雾口的扫描电镜图，图4d示出模制得到的PDMS衬底层404，图4e示出切割后的PDMS衬底层405，图4f示出PDMS衬底层喷雾口的扫描电镜图；
图5a示出了键合后的整体PDMS芯片俯视示意图；
图5b为图5a中的A-A截面图；
图6示出了三维聚焦微流体芯片与质谱仪联用示意图；
图7a至图7d示出了三维聚焦微流体芯片喷雾效果图和质谱联用测试信号图，其中图7a示出三维聚焦微流体芯片内部喷雾效果；图7b示出三维聚焦微流体芯片外部喷雾效果；图7c示出三维聚焦微流体芯片质谱联用不加高电压检测信号图；图7d示出三维聚焦微流体芯片质谱联用加高电压检测信号图。
标号说明：硅基片100，掩膜板101，光刻胶102，PDMS103，载玻片104，PDMS衬底105，离散相层掩膜板201，连续相层掩膜板202，喷雾口203，离散相储存池204，离散相流道205，连续相储存池206，连续相流道207，微流体芯片外轮廓线208，标记结构209，收缩喷雾小孔210，光刻胶300、301、302、303，PDMS结构层401，切割后PDMS结构层402，PDMS衬底层404，切割后PDMS衬底层405，三维聚焦微流体芯片500，质谱仪进样口600。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图4a至图6，在一种实施例中，一种三维聚焦微流体芯片，包含离散相层和连续相层；所述离散相层包含离散相流道205和与离散相流道205相连的离散相储存池204，所述连续相层包含连续相流道207和与连续相流道207相连的连续相储存池206；连续相流道207从连续相储存池206开始形成一条流道，在中途分成两条连续相流道207，对称分布于离散相流道205两侧，并且最终在与离散相流道205出口处相交相通，形成收缩喷雾小孔210；收缩喷雾小孔210宽度尺寸小于两连续相流道207相交处的最大宽度，以形成聚焦喷雾的效果；连续相流道207深度大于离散相流道205深度，且离散相流道205出口在深度方向上位于连续相流道207的中间位置，形成三维立体结构。
在优选的实施例中，三维聚焦微流体芯片所用的材料是高聚物聚二甲基硅氧烷即PDMS(Polydimethylsiloxane)，三维聚焦微流体芯片包括相键合的上下两片PDMS，且两片PDMS都包含有流道结构；其中一片PDMS结构层401中流道包含离散相流道和连续相流道，另外一片PDMS衬底层404流道包含离散相流道和连续相流道，两片PDMS上下合并后各自的离散相流道和连续相流道对应上下合并，或者，其中一片PDMS结构层401中流道包含离散相流道和连续相流道，另外一片PDMS衬底层404流道包含连续相流道，两片PDMS上下合并后各自的连续相流道对应上下合并。
本发明实施例提供一种可用于与质谱联用的三维聚焦微流体芯片，及其制作方法，可利用高聚物材料，实现一种能够产生微小喷雾液滴的微流体芯片结构，尤其在气液两相流中形成气包液的流体喷雾形式，产生微米、甚至纳米级别的微小液滴。与传统油水两相流相比，本发明实施例使用气液两相流产生的微小液滴，不需要油水分离的繁琐步骤，可以直接收集微小液滴。同时解决了与质谱联用微流体芯片微流道制作切割上的困难以及离谱联用微流体芯片流道单一，缺乏气体辅助雾化的问题。
在具体实施例中，一种基于软光刻制作的三维聚焦微流体芯片包含离散相层和连续相层；所述离散相层包含离散相流道205和离散相储存池204，所述连续相层包含连续相流道207和连续相储存池206；连续相流道207从连续相储存池206开始形成一条流道，在中途分成两条连续相流道207，对称分布于离散相流道205两侧，并且最终在与离散相流道205处相交相通，形成收缩喷雾小孔210；收缩喷雾小孔210宽度尺寸小于两连续相流道207相交处的最大宽度，以形成聚焦喷雾的效果；连续相流道207深度大于离散相流道205深度，且离散相流道205出口在深度方向上位于连续相流道207中间位置，形成三维立体结构；所述三维聚焦微流体芯片所用材料是高聚物聚二甲基硅氧烷Polydimethylsiloxane，PDMS，三维聚焦微流体芯片由上下两片PDMS键合形成，且两片PDMS都包含有流道结构；其中一片PDMS结构层401中流道包含离散相流道205和连续相流道207，另外一片PDMS衬底层404流道既可以包含连续相流道207和离散相流道205，也可以只包含连续相流道207，优选方案是只包含连续相流道207；
在具体实施例中，所述离散相流道205与连续相流道207夹角在0-90°之间，优选角度在35°和45°之间，由离散相流道205与连续相流道207所形成的喷雾口203直接从光刻胶形成的模具中脱模成型，而非切割修整所得；
在具体实施例中，所述离散相流道205与连续相流道207可以是交错分布的多通道流体聚焦模式，在一个芯片上实现多条离散相流道聚焦喷出的模式；
在具体实施例中，主线工艺流程采用软光刻工艺基本流程如下：制作掩膜版101——甩光刻胶102——曝光——显影成模——混合PDMS倾倒入模——固化剥离——切块——键合。
在具体实施例中，设计两块并制作菲林材料掩膜版，掩膜版上分为透光区和不透光区。两块掩膜版均含有标记结构209，它们用于确保在两次曝光过程中，不同的两块掩膜版都能与硅基片100按相同的相对位置对齐。
在具体实施例中，离散相层掩膜版201的透光区域含有离散相储存池204及与离散相储存池204相连的离散相流道205组成的区域。此掩膜版用于硅基片(100)曝光过程中定义离散相流道205和离散相储存池204。连续相层掩膜版202的透光区域含有连续相储存池206、与连续相储存池206相连的连续相流道207和标记结构209，不含有其他透光区域。此掩膜版用于硅基片(100)曝光过程中定义连续相流道207和连续相储存池206。
在具体实施例中，匀胶机以较快旋转速度在硅基片100上将稀薄状液体SΜ-8光刻胶甩到一个比较薄的厚度后，在光刻机上以离散相层掩膜版201对硅基片100上的光刻胶300进行曝光，曝光后进入显影环节。显影完成后，继续重复甩胶过程，略微降低匀胶机旋转速度，以增加光刻胶301的厚度，再以连续相层掩膜版202重复曝光过程，曝光后进入显影环节。重复过程多次以达到预期的光刻胶303厚度。
在具体实施例中，PDMS聚合物中PDMS原液和交联剂可分别以5:1和10:1两种比例混合，两种混合比例分别用于成型上下两片PDMS，以提高两片PDMS的键合力度。混合完成的PDMS聚合物倾倒入培养皿中，培养皿底部已预先放入覆有曝光过的光刻胶的硅基片100，固化之后从硅基片100上剥离PDMS103。
在具体实施例中，固化后的PDMS103是以培养皿内径为直径的透明圆形胶体401，厚度约1～1.5cm。由离散相层掩膜版201定义的离散相流道205出口位于由连续相层掩膜板202定义的连续相流道207相交处的中间位置，连续相流道207深度大于离散相流道205深度，从而使得离散相流道205出口在深度方向上悬浮于连续相流道207之上，PDMS结构层喷雾口203扫描电镜图清晰展示了连续相流道207与离散相流道205位置和深度关系。
沿着所设计芯片外轮廓线208进行切割之后，在其中一片PDMS聚合物储存池上面打孔。
最后，将含有流道结构的上下两片PDMS聚合物键合形成最终的三维聚焦微流体芯片。
该三维聚焦微流体芯片可以应用在喷墨打印、生物制药、微纤维纺丝、质谱仪等需要产生微小液滴的领域，如果用作为质谱联用的离子源，可以在不给样品施加高压的条件下产生电喷雾，也可以在施加高压的条件下产生电喷雾，使样品离子化。
以下结合具体实施例进行进一步说明。
离散相层掩膜版201含有离散相储存池204及离散相流道205，其用于最底层光刻胶的曝光，用来定义形成离散相层；连续相层掩膜版202主要包含连续相储存池206和与连续相储存池206相连的连续相流道207，用于上层光刻胶的曝光，定义成成连续相层。离散相层掩膜版201中离散相储存池204直径2mm，离散相流道205宽100μm，为Z字型结构，以防止流体回流；连续相层掩膜版202中连续相储存池206直径2mm，连续相流道207与连续相储存池206连接的地方宽200μm，与离散相流道205相交的地方宽100μm，由连续相流道207形成的收缩喷雾小孔210宽50μm；当两块掩膜版按标记结构209对齐定位后，离散相流道205出口恰好位于连续相流道207中间位置，连续相流道207对称分布于离散相流道205两侧，保证了芯片核心结构的实现。
根据实施例的制作方法，光刻胶可采用SΜ-8胶，它是一种负性、近紫外线光刻胶，即紫外线照射部分会产生交联反应，显影过程会保留下来，形成空间上与芯片沟道恰好互补的结构，它适于制超厚、高深宽比的微结构。
甩胶过程可包括三个步骤：烘干、甩胶、前烘。首先将3寸硅片晶圆100放于氧等离子机中，打上等离子；随后将硅片晶圆100固定在匀胶机的真空吸盘上，用滴管将适量稀薄状SΜ-8胶滴在晶圆中心，以转速2500转/分钟甩胶30秒；转至热板上以65℃烘5分钟后再以95℃烘10分钟，完成前烘，空冷至室温。
曝光过程可包括两个步骤：曝光、后烘。将前烘空冷后的硅片晶圆100放入紫外线光刻机的硅片台上，将离散相层掩膜版201轻轻贴放于光刻胶上，保持硅片晶圆100与离散相层掩膜版201大致对中，卡紧后设置曝光时间为18秒，开始曝光；完成后小心将硅片晶圆100转至热板上，以65℃烘15分钟后再以95℃烘10分钟，完成后烘过程。
显影过程：将冷却的硅片晶圆100转移到盛有显影液的大培养皿中，保证显影液能完全浸没硅片，显影5分钟后取出，用乙醇冲洗干净。
至此，对于离散相层掩膜版201的甩胶、曝光、显影过程完成，其产生的是微流体芯片中的离散相层，包括离散相储存池(204)和离散相流道205的模，以及标记结构209。
对于连续相层掩膜版202的甩胶、曝光、显影过程，大体与上述的过程一致。然而为了得到较厚的光刻胶层，甩胶速度降为1000转/分钟；曝光过程中则是将连续相层掩膜版202放置于光刻胶上，利用其上的标记结构209与硅片晶圆100上已经交联固化的光刻胶标记结构209对准，即可保证产生的连续相流道207对称分布于离散相流道205两侧，离散相流道205出口恰好位于连续相流道207相交处，从而保证了离散相从离散相流道205中流出后，恰好被连续相流道207中的连续相包裹悬空喷出。
如图3所示，对于第一片硅片晶圆，离散相层掩膜版201对应的制作只完成一次甩胶、曝光、显影过程，而连续相层掩膜版202对应的制作过程则完成三次甩胶、曝光、显影过程。这样使得连续相流道207的厚度厚约300μm远大于离散相流道205厚度厚约30μm，从而有利于离散相从离散相流道205流出后悬浮于连续相中，而不与流道壁面接触。在此硅片晶圆100上成型的PDMS结构作为PDMS结构层401，PDMS结构层喷雾口203扫描电镜图清晰展示了离散相流道205和连续相流道207的相对位置和深度关系。
再次取第二片硅片晶圆，此次仅对连续相层掩膜板202进行甩胶、曝光、显影，过程与上述过程大体一致，最终形成第二片仅包含有连续相层的SΜ-8结构。在此硅片晶圆上成型的PDMS结构作为PDMS衬底层404，PDMS衬底层喷雾口203扫描电镜图清晰展示了连续相流道207。
根据实施例的制作方法，分别用不同比例混合好的PDMS聚合物制作两片PDMS，成型后的PDMS结构如图4所示。将其放置在显微镜下，用刀片沿微流体芯片外轮廓线208进行切割，得到切割后PDMS结构层402和切割后PDMS衬底层405，由于所设计微流体芯片，无需通过切割来形成喷雾尖端，所以很容易完成芯片切割制作。然后将两片PDMS在显微镜下对齐，键合形成一块完整的三维聚焦微流体芯片，如图5所示。
根据实施例的制作方法，将最终制得的三维聚焦微流体芯片放置在烘箱中，80℃烘烤24小时，或者更长时间。
实施例中的PDMS芯片的整个制作过程如上所述，制作方法也在本实施例进行了体现。本实施例中的三维聚焦微流体芯片主要用来产生微小雾化液滴，供质谱仪进行检测，微芯片与质谱仪联用示意图如图6所示。所述离散相在本实施例中为液体样品，所述连续相在本实施例中为气体。液体样品从三维聚焦微流体芯片喷出后，经质谱仪进样口600进入质谱仪进行样品分析。图7a至图7b展示了从三维聚焦微流体芯片喷出的液体样品内部喷雾效果图和外部喷雾效果图，图7c至图7d展示了三维聚焦微流体芯片质谱联用不加高电压检测信号图和加高电压检测信号图。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种三维聚焦微流体芯片，其特征在于,包含离散相层和连续相层；所述离散相层包含离散相流道(205)和与离散相流道(205)相连的离散相储存池(204)，所述连续相层包含连续相流道(207)和与连续相流道(207)相连的连续相储存池(206)；连续相流道(207)从连续相储存池(206)开始形成一条流道，在中途分成两条连续相流道(207)，对称分布于离散相流道(205)两侧，并且最终在与离散相流道(205)出口处相交相通，形成收缩喷雾小孔(210)；收缩喷雾小孔(210)宽度尺寸小于两连续相流道(207)相交处的最大宽度，以形成聚焦喷雾的效果；连续相流道(207)深度大于离散相流道(205)深度，且离散相流道(205)出口在深度方向上位于连续相流道(207)的中间位置，形成三维立体结构。
2.如权利要求1所述的三维聚焦微流体芯片，其特征在于,所述三维聚焦微流体芯片所用材料是高聚物聚二甲基硅氧烷即PDMS，三维聚焦微流体芯片包括相键合的上下两片PDMS，且两片PDMS都包含有流道结构；其中一片PDMS结构层(401)中流道包含离散相流道和连续相流道，另外一片PDMS衬底层(404)流道包含离散相流道和连续相流道，两片PDMS上下合并后各自的离散相流道和连续相流道对应上下合并，或者，其中一片PDMS结构层(401)中流道包含离散相流道和连续相流道，另外一片PDMS衬底层(404)流道包含连续相流道，两片PDMS上下合并后各自的连续相流道对应上下合并。
3.如权利要求1所述的三维聚焦微流体芯片，其特征在于,所述离散相流道(205)与连续相流道(207)夹角在0-90°之间，优选角度在35°和45°之间。
4.如权利要求1所述的三维聚焦微流体芯片，其特征在于,由离散相流道(205)与连续相流道(207)所形成的喷雾口(203)是直接从光刻胶形成的模具中脱模成型。
5.如权利要求1所述的三维聚焦微流体芯片，其特征在于,所述离散相流道(205)与连续相流道(207)是交错分布的多通道流体聚焦模式，以实现多条离散相流道聚焦喷出。
6.如权利要求1所述的三维聚焦微流体芯片，其特征在于,所述离散相流道的至少一段为Z字型结构，以防止流体回流。
7.如权利要求1至6任一项所述的三维聚焦微流体芯片，其特征在于,所述离散相为液体，所述连续相为气体。
8.一种制作权利要求1至7任一项所述的三维聚焦微流体芯片的制作方法，其特征在于,包括以下步骤：
使用离散相层掩膜版和连续相层掩膜版进行模具制作；
其中，离散相层掩膜版的透光区域包括对应于离散相储存池及离散相流道的区域，用于在对硅基片上的光刻胶曝光过程中定义离散相流道和离散相储存池；连续相层掩膜版的透光区域包括对应于连续相储存池与连续相流道的区域，用于在对硅基片上的光刻胶曝光过程中定义连续相流道和连续相储存池；
模具制作过程中，在第一硅基片上甩最底层光刻胶后，通过离散相层掩膜版对最底层光刻胶曝光，显影后形成离散相层；再在第一硅基片上甩上层光刻胶后，通过连续相层掩膜版对上层光刻胶曝光，显影后形成连续相层，由此制作出对应于形成PDMS结构层的模具；再对第二硅基片重复上述过程，或者，对第二硅基片仅进行针对连续相层掩膜版的甩胶、曝光、显影过程，由此制作出对应于形成PDMS衬底层的模具；
然后，使用相应模具分别成型出PDMS结构层和PDMS衬底层；
再后，将PDMS结构层和PDMS衬底层对齐，键合形成一块完整的三维聚焦微流体芯片；
优选地，离散相层掩膜版和连续相层掩膜版均含有对齐结构，用于曝光时将光刻胶形成的已有结构与在后使用的掩膜版对齐。
9.如权利要求8所述的三维聚焦微流体芯片的制作方法，其特征在于,离散相层掩膜版对应的制作只完成一次甩胶、曝光、显影过程，连续相层掩膜版对应的制作过程完成至少三次甩胶、曝光、显影过程，以使得连续相流道的厚度远大于离散相流道厚度，从而有利于离散相从离散相流道流出后悬浮于连续相中，而不与流道壁面接触。
10.如权利要求9所述的三维聚焦微流体芯片的制作方法，其特征在于,分别用PDMS原料和交联剂以不同比例混合得到的PDMS聚合物制作PDMS结构层和PDMS衬底层，以提高两者的键合力度。
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