CN112705279A - 微流控芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提出一种微流控芯片及其制备方法，该微流控芯片的芯片单元包括：CMOS衬底；形成于该CMOS衬底之上的微电极层；形成于该CMOS衬底之上并覆盖该微电极层的亲水层；形成于该亲水层之上的亲脂层；该亲脂层和亲水层具有从该亲脂层的顶部贯穿至该微电极层的上表面的孔。本公开实施例既能保证水溶液的润湿，实现电路导通，同时能保证有机双性分子实现自组装，实现高的良率，并且可以实现在单个芯片中设置千万级单元的可能，同时兼容CMOS工艺，可以提高量产精度控制，降低量产成本。

Description

微流控芯片及其制备方法

技术领域

本公开属于基因测序芯片领域，具体而言，涉及一种微流控芯片及其制备方法。

背景技术

基因测序领域的纳米孔基因测序仪是用于将核酸序列信号转化为电流信号的核心部件。该技术是用微流控芯片和对应的专属信号处理芯片进行基因测序的前沿应用技术。本公开的发明人发现，目前的情况来说，用于基因测序的微流控芯片还存在多个方面的技术难点，例如：芯片单元尺寸的微小化、电路导通性能、与纳米孔生化系统的生物相容性、生产良率和量产成本等。

发明内容

本公开实施例提供一种微流控芯片及其制备方法，用于对上述多个方面的技术难点之一进行改进。

第一方面，本公开实施例提出一种微流控芯片，包括芯片单元，所述芯片单元包括：

CMOS衬底；

形成于所述CMOS衬底之上的微电极层；

形成于所述CMOS衬底之上并覆盖所述微电极层的亲水层；

形成于所述亲水层之上的亲脂层；

其中，所述亲脂层和亲水层具有从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔。

在可选的实施方式中，所述微电极层包括：

形成于所述CMOS衬底之上的金属层；

形成于所述金属层之上的电极层，所述电极层包括MG电极材料，所述M包括Ti、V、Ta、Mo过渡金属中至少一种，G包括N、O元素中的至少一种。

在可选的实施方式中，位于所述亲脂层的孔的侧壁从所述亲脂层的顶部向所述亲脂层的底部垂直延伸，使得位于所述亲脂层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

在可选的实施方式中，位于所述亲脂层的孔的侧壁从所述亲脂层的顶部向所述亲脂层的底部倾斜延伸，使得位于所述亲脂层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

在可选的实施方式中，位于所述亲水层的孔的侧壁从所述亲水层的顶部向所述亲水层的底部垂直延伸，使得位于所述亲水层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

在可选的实施方式中，位于所述亲水层的孔的侧壁从所述亲水层的顶部向所述亲水层的底部倾斜延伸，使得位于所述亲水层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

在可选的实施方式中，该微流控芯片还包括：形成于所述亲水层之上的介电保护层，所述亲脂层形成于所述介电保护层之上。

在可选的实施方式中，所述亲水层包括二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3材料中至少一种。

在可选的实施方式中，所述亲脂层包括聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种。

第二方面，本公开实施例提出一种微流控芯片，包括芯片单元，所述芯片单元包括：

CMOS衬底；

形成于所述CMOS衬底之上的微电极层；

形成于所述CMOS衬底之上并环绕所述微电极层的亲水层；

形成于所述亲水层和微电极层之上的亲脂层；

其中，所述亲脂层具有从顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔。

在可选的实施方式中，所述微电极层包括：

形成于所述CMOS衬底之上的金属层；

形成于所述金属层之上的电极层，所述电极层包括MG电极材料，所述M包括Ti、V、Ta、Mo过渡金属中至少一种，G包括N、O元素中的至少一种。

在可选的实施方式中，所述亲水层包括二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3材料中至少一种。

在可选的实施方式中，所述亲脂层包括聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种。

第三方面，本公开实施例提出一种微流控芯片的制备方法，包括：

在CMOS衬底之上形成微电极层；

在所述CMOS衬底和所述微电极层之上形成亲水层；

在所述亲水层之上形成亲脂层；

在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔。

在可选的实施方式中，在CMOS衬底之上形成微电极层包括：

在所述CMOS衬底之上形成金属层；

在所述金属层之上形成电极层，所述电极层包括MG电极材料，所述M包括Ti、V、Ta、Mo过渡金属中至少一种，G包括N、O元素中的至少一种。

在可选的实施方式中，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲脂层刻蚀图形，形成从所述亲脂层的顶部到所述亲脂层的底部的孔，使得位于所述亲脂层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

在可选的实施方式中，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲脂层刻蚀图形，形成从所述亲脂层的顶部到所述亲脂层的底部的孔，使得位于所述亲脂层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

在可选的实施方式中，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔进一步包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲水层刻蚀图形，形成从所述亲水层的顶部到所述亲水层的底部的孔，使得位于所述亲水层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

在可选的实施方式中，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔进一步包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲水层刻蚀图形，形成从所述亲水层的顶部到所述亲水层的底部的孔，使得位于所述亲水层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

在可选的实施方式中，所述亲水层包括二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3材料中至少一种。

在可选的实施方式中，所述亲脂层包括聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种。

本公开实施例的微流控芯片及其制备方法通过在芯片单元的底部和顶部分别采用与纳米孔生化系统相容性好的亲水材料和亲脂材料，既能保证水溶液的润湿，实现电路导通，确保超级电容电极材料充分发挥其电压驱动能力，同时能保证有机双性分子实现自组装，实现高的良率。此外，通过对芯片单元结构的合理设计和工艺优化，可以实现直径低于5微米的单元尺寸，从而可以实现在单个芯片中设置千万级单元的可能，实现高通量测序的目的，并且同时兼容CMOS工艺，可以提高量产精度控制，降低量产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开的微流控芯片用于基因测序的原理示意图；

图2是根据本公开第一实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图；

图3是根据本公开第二实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图；

图4是根据本公开第三实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图；

图5是根据本公开第四实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图；

图6是根据本公开第五实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图；

图7是根据本公开实施例的微流控芯片的制备方法的流程示意图；

图8-13是根据本公开实施例的微流控芯片的制备方法的具体示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

图1是本公开的微流控芯片用于基因测序的原理示意图。如图1所示，本公开的微流控芯片中的每个芯片单元包括互补金属氧化物半导体CMOS衬底101、位于该CMOS衬底101之上的微电极层102以及覆盖于CMOS衬底101和微电极层102之上的亲水/亲脂材料层103。其中，亲水/亲脂材料层103的中间开有从顶部到微电极层102的表面的孔。

在测序应用时，该孔中将充满盐溶液，并为两性分子材料提供支撑，使其能实现自组装为双层膜结构，进而为蛋白纳米孔生化系统发挥其功能提供合适的环境。微电极层给芯片单元施加驱动电压，在该驱动电压的作用下，纳米孔蛋白与待测基因序列发生相互作用，产生特征微电流信号，并经由微电极层传导至CMOS衬底进行感测，从而实现基因测序。

以下结合本公开的微流控芯片的各个具体实施例对该微流控芯片的单元结构和制备方法进行详细说明。

图2是根据本公开第一实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图。如图2所示，本实施例的微流控芯片的芯片单元从下至上依次包括CMOS衬底201、金属层202、电极层203、亲水层204、亲脂层205。

其中，CMOS衬底201采用互补金属氧化物半导体工艺集成了感测电路，用于对基因测序时产生的特征微电流信号进行感测。

金属层202形成于该CMOS衬底201之上。在可选的实施方式中，该金属层202可以通过磁控溅射或电子束蒸发镀膜工艺在该CMOS衬底201的上表面实现镀种子金属层，金属材料可以选用Al、Ti或其他电阻率较低的金属。

电极层203形成于该金属层202之上。在可选的实施方式中，该电极层203可通过磁控溅射在金属层202的表面形成。在可选的实施方式中，构成电极层203的电极材料可以包括MG电极材料，所述M包括Ti、V、Ta、Mo等过渡金属中的至少一种，G包括N、O等元素中的至少一种。

在可选的实施方式中，金属层202和电极层203可以集成为图1中所示出的微电极层102。本实施例中，金属层202和电极层203仅为微电极层102的一种示例性的实施方式，事实上，本公开中的微电极层102还可以采用更多种其他的实施方式。

亲水层204形成于该CMOS衬底201之上并覆盖该电极层203，作为由亲水材料构成的介电保护层。在可选的实施方式中，构成亲水层204的亲水材料可以包括二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3等材料中至少一种。

亲脂层205形成于该亲水层204之上。在可选的实施方式中，该亲脂层205可以包括但不限于聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种亲脂材料。

其中，亲脂层205和亲水层204具有从亲脂层205的顶部贯穿至电极层203的上表面的孔。该孔可以通过光刻、刻蚀工艺刻蚀图形来实现，作为蛋白纳米孔生化系统发生作用的通道。

本公开实施例的微流控芯片通过在单元底部和顶部分别采用与纳米孔生化系统相容性好的亲水材料和亲脂材料，既能保证水溶液的润湿，实现电路导通，确保超级电容电极材料充分发挥其电压驱动能力，同时能保证有机双性分子实现自组装，实现高的良率。此外，通过对芯片单元结构的合理设计和工艺优化，可以实现直径低于5微米的单元尺寸，从而可以实现在单个芯片中设置千万级单元的可能，实现高通量测序的目的。

本公开实施例中，对贯穿亲脂层205和亲水层204的孔的尺寸未做具体限制，这里的尺寸可以包括孔的直径。在可选的实施方式中，位于亲脂层205的孔的侧壁可以从亲脂层205的顶部向底部垂直延伸，使得位于亲脂层205的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。同样的，在可选的实施方式中，位于亲水层204的孔的侧壁可以从亲水层204的顶部向底部垂直延伸，使得位于亲水层204的孔的顶部和底部的开口尺寸也可以相同。

图3是根据本公开第二实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图。如图3所示，在图2所示实施例的基础上，本实施例的微流控芯片的芯片单元同样从下至上依次包括CMOS衬底301、金属层302、电极层303、亲水层304、亲脂层305。

与图2所示实施例的区别在于，该位于亲脂层305的孔的侧壁从该亲脂层305的顶部向该亲脂层305的底部倾斜延伸，使得位于该亲脂层305的孔的顶部的开口尺寸大于底部的开口尺寸。因此，贯穿该亲脂层305的孔呈现了上大下小的结构。

在可选的实施方式中，位于该亲脂层305的孔的顶部的开口尺寸也可以小于底部的开口尺寸。

图4是根据本公开第三实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图。如图4所示，在图3所示实施例的基础上，本实施例的微流控芯片的芯片单元进一步在亲水层404之上形成有介电保护层405，亲脂层406形成于该介电保护层405之上。

图5是根据本公开第四实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图。如图5所示，在图3所示实施例的基础上，本实施例的微流控芯片的芯片单元同样从下至上依次包括CMOS衬底501、金属层502、电极层503、亲水层504、亲脂层505。

与图3所示实施例的区别在于，该位于亲水层504的孔的侧壁从该亲水层的顶部向该亲水层的底部倾斜延伸，使得位于该亲水层504的孔的顶部的开口尺寸小于底部的开口尺寸。因此，贯穿该亲水层504的孔呈现了上小下大的结构。

在可选的实施方式中，位于该亲水层504的孔的顶部的开口尺寸也可以大于底部的开口尺寸。

需要说明的是，图5仅示出了在图3所示实施例的基础上对该亲水层中孔的尺寸进行了调整，在可选的实施方式中，可以在前述任意其它实施例的基础上，将贯穿亲水层的孔的尺寸修改为类似的上小下大或上大下小的结构，在此不再赘述。

图6是根据本公开第五实施例的微流控芯片的芯片单元的结构示意图。如图6所示，本实施例的微流控芯片的芯片单元同样包括CMOS衬底601、金属层602、电极层603、亲水层604、亲脂层605。

其中，与前述实施例的区别在于，亲水层604形成于CMOS衬底601之上并环绕该金属层602和电极层603，亲水层604与电极层603的高度齐平，亲脂层形成于该亲水层604和电极层603之上。

其中，该亲脂层605具有从顶部贯穿至电极层603的上表面的孔，该孔仅在亲脂层605中形成。

需要说明的是，图4仅示出了在图3所示实施例的基础上增加介电保护层405的实施方式，事实上，在可选的实施方式中，可以在本公开任意其它实施例的基础上，在亲水层之上增加同样的介电保护层，并在该介电保护层之上形成亲脂层，在此不再赘述。

图7是根据本公开实施例的微流控芯片的制备方法的流程示意图。如图7所示，本公开的微流控芯片的制备方法包括：

步骤S110，在CMOS衬底之上形成微电极层；

步骤S120，在该CMOS衬底和该微电极层之上形成亲水层；

步骤S130，在该亲水层之上形成亲脂层；

步骤S140，在该亲脂层和亲水层中形成从该亲脂层的顶部贯穿至该微电极层的上表面的孔。

图8-13是根据本公开实施例的微流控芯片的制备方法的具体示意图。

在可选的实施方式中，如图8和9所示，步骤S110在CMOS衬底之上形成微电极层可以包括：

首先，在CMOS衬底301之上形成金属层302。在一些实施方式中，可以通过磁控溅射或电子束蒸发镀膜在CMOS衬底301上镀种子金属层。金属层材料可以选用Al、Ti或其他电阻率较低的金属，优选地，可以选用Al或Ti作为金属层材料，采用功率100～400W、气压0.4-1.2Pa的工艺进行磁控溅射或电子束蒸发镀膜。

其次，在该金属层302之上形成电极层303。在一些实施方式中，可以在金属层302的表面磁控溅射TiN电极材料来形成电极层303，工艺条件可以采用功率100～400W，优选300W，工艺气压0.4-1.2Pa，100℃～380°衬底温度，优选350°进行溅射。在可选的实施方式中，上述TiN电极材料还可以采用其他MG电极材料，所述M可以包括Ti、V、Ta、Mo等过渡金属中的至少一种，G包括N、O等元素中的至少一种。

在可选的实施方式中，对电极材料进行光刻后，通过ICP-RIE或RIE设备采用Cl/Br基的工艺气体进行电极刻蚀。光刻工艺优选采用AZ5214光刻胶，涂胶4000转30S；在加热板上前烘95摄氏度，烘烤90s；光刻曝光时间6-10秒；光刻后在3038显影液显影90秒。

在可选的实施方式中，如图10所示，步骤S120在该CMOS衬底和该微电极层之上形成亲水层可以通过在CMOS衬底301和电极层303之上镀SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3等介电保护层304来实现，可采用化学气相沉积、磁控溅射以及激光脉冲沉积镀膜等任一种工艺。

在可选的实施方式中，如图11所示，步骤S130在该亲水层之上形成亲脂层可以通过在亲水层304之上镀亲脂层305，可以采用镀膜方式或旋涂方式镀亲脂膜层，构成亲脂层的亲脂材料可以包括但不限于聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种亲脂材料。优选地，当采用特氟龙Teflon时，可以采用AF1600非晶性树脂，厚度在100nm～100um之间。

在可选的实施方式中，如图12和13所示，步骤S140在该亲脂层和亲水层中形成从该亲脂层的顶部贯穿至该微电极层的上表面的孔可以通过光刻工艺在该亲脂层305上刻蚀图形，形成从该亲脂层305的顶部到底部的孔；进一步地，可以通过光刻工艺继续在该亲水层304刻蚀图形，直到蚀刻至该电极层303的表面，形成从该亲水层304的顶部到底部的孔。

本公开实施例的微流控芯片的制备方法，采用与纳米孔生化系统相容性好的亲水材料和亲脂材料，同时兼容CMOS工艺，提高量产精度控制，降低量产成本；通过芯片单元的工艺优化，可以实现在单个芯片中设置千万级单元的可能，实现高通量测序的目的。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些变化和改进也应视为落入本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括芯片单元，所述芯片单元包括：

CMOS衬底；

形成于所述CMOS衬底之上的微电极层；

形成于所述CMOS衬底之上并覆盖所述微电极层的亲水层；

形成于所述亲水层之上的亲脂层；

其中，所述亲脂层和亲水层具有从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔。

2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微电极层包括：

形成于所述CMOS衬底之上的金属层；

形成于所述金属层之上的电极层，所述电极层包括MG电极材料，所述M包括Ti、V、Ta、Mo过渡金属中至少一种，G包括N、O元素中的至少一种。

3.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，位于所述亲脂层的孔的侧壁从所述亲脂层的顶部向所述亲脂层的底部垂直延伸，使得位于所述亲脂层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

4.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，位于所述亲脂层的孔的侧壁从所述亲脂层的顶部向所述亲脂层的底部倾斜延伸，使得位于所述亲脂层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

5.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，位于所述亲水层的孔的侧壁从所述亲水层的顶部向所述亲水层的底部垂直延伸，使得位于所述亲水层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

6.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，位于所述亲水层的孔的侧壁从所述亲水层的顶部向所述亲水层的底部倾斜延伸，使得位于所述亲水层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

7.如权利要求1-6任一项所述的微流控芯片，其特征在于，还包括：形成于所述亲水层之上的介电保护层，所述亲脂层形成于所述介电保护层之上。

8.如权利要求7所述的微流控芯片，其特征在于，所述亲水层包括二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3材料中至少一种。

9.如权利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述亲脂层包括聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种。

10.一种微流控芯片，其特征在于，包括芯片单元，所述芯片单元包括：

CMOS衬底；

形成于所述CMOS衬底之上的微电极层；

形成于所述CMOS衬底之上并环绕所述微电极层的亲水层；

形成于所述亲水层和微电极层之上的亲脂层；

其中，所述亲脂层具有从顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔。

11.如权利要求10所述的微流控芯片，其特征在于，所述微电极层包括：

形成于所述CMOS衬底之上的金属层；

形成于所述金属层之上的电极层，所述电极层包括MG电极材料，所述M包括Ti、V、Ta、Mo过渡金属中的至少一种，G包括N、O元素中的至少一种。

12.如权利要求11所述的微流控芯片，其特征在于，所述亲水层包括二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3材料中至少一种。

13.如权利要求12所述的微流控芯片，其特征在于，所述亲脂层包括聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种。

14.一种微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括：

在CMOS衬底之上形成微电极层；

在所述CMOS衬底和所述微电极层之上形成亲水层；

在所述亲水层之上形成亲脂层；

在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔。

15.如权利要求14所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，在CMOS衬底之上形成微电极层包括：

在所述CMOS衬底之上形成金属层；

在所述金属层之上形成电极层，所述电极层包括MG电极材料，所述M包括Ti、V、Ta、Mo过渡金属中的至少一种，G包括N、O元素中的至少一种。

16.如权利要求15所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲脂层刻蚀图形，形成从所述亲脂层的顶部到所述亲脂层的底部的孔，使得位于所述亲脂层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

17.如权利要求15所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲脂层刻蚀图形，形成从所述亲脂层的顶部到所述亲脂层的底部的孔，使得位于所述亲脂层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

18.如权利要求16或17所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔进一步包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲水层刻蚀图形，形成从所述亲水层的顶部到所述亲水层的底部的孔，使得位于所述亲水层的孔的顶部和底部的开口尺寸相同。

19.如权利要求16或17所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，在所述亲脂层和亲水层中形成从所述亲脂层的顶部贯穿至所述微电极层的上表面的孔进一步包括：通过光刻、刻蚀工艺在所述亲水层刻蚀图形，形成从所述亲水层的顶部到所述亲水层的底部的孔，使得位于所述亲水层的孔的顶部的开口尺寸大于或小于底部的开口尺寸。

20.如权利要求14所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述亲水层包括二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、二氧化锆ZrO2、三氧化二铝Al2O3材料中至少一种。

21.如权利要求14所述的微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述亲脂层包括聚对二甲苯Pyralene、特氟龙Teflon、环烯烃类共聚物COC、类金刚石膜DLC、聚亚酰胺PI、环氧型光刻胶SU8中至少一种。

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