CN113426497B - 一种微流控芯片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微流控芯片的制造方法，涉及微流控芯片制造技术领域，该制造方法包括如下步骤：使液态的高熔点材料和低熔点材料均匀混合，得到液态混合材料；将液态混合材料喷印在基片上；使喷印在基片上的液态混合材料固化；使低熔点材料融化后去除，得到具有微孔结构的微通道；对微通道进行亲水处理，添加加样端口和废液吸收端口，在加样区进行加样，并在反应区末端设置吸收垫，封装后得到具有微通道的微流控芯片。利用相变原理将固化后的混合材料中的低熔点材料去除，得到具有一定功能性的微通道，进而得到具有微通道的微流控芯片，简化了微流控芯片的制作工艺，缩短了微流控芯片的制造时间。

Description

一种微流控芯片的制造方法
技术领域
本发明涉及微流控芯片制造技术领域，特别涉及一种微流控芯片的制造方法。
背景技术
由于人们对微流控芯片的使用逐渐增多，对微流控芯片的需求量不断加大，需要一种能够大量制作微流控芯片的技术，以满足人们的需求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种微流控芯片的制造方法，能够大量制作微流控芯片，以满足人们的需求。
本发明第一方面实施例的微流控芯片的制造方法，包括如下步骤：使液态的高熔点材料和低熔点材料均匀混合，得到液态混合材料；将液态混合材料喷印在基片上；使喷印在基片上的液态混合材料固化；使低熔点材料融化后去除，得到具有微孔结构的微通道；对微通道进行亲水处理，在反应区末端加入吸收垫，封装后得到具有微通道的微流控芯片。
在进一步的实施例中，喷印时，根据微流控芯片需要实现的功能来确定喷印路线。
在进一步的实施例中，去除低熔点材料时，使微通道的温度处于低熔点材料的熔点与高熔点材料的熔点之间。
在进一步的实施例中，利用去离子水对微通道进行亲水处理。
在进一步的实施例中，所述高熔点材料与所述低熔点材料互不相融。
在进一步的实施例中，液态混合材料中，所述低熔点材料少于所述高熔点材料。
在进一步的实施例中，所述基片的熔点高于高熔点材料的熔点。
在进一步的实施例中，所述基片具有疏水表面。
在进一步的实施例中，所述基片为玻璃或铜板。
本发明第二方面实施例的材料输送装置，应用于上述的微流控芯片的制造方法中，该材料输送装置包括：材料箱，用于装载液态混合材料；喷印装置，与所述材料箱连接，所述喷印装置用于将所述液态混合材料喷印至基片上。
本发明实施例的微流控芯片的制造方法，至少具有如下有益效果：利用相变原理在液态的高熔点材料中加入低熔点材料并均匀混合，然后将液态混合材料喷印在基片上，使液态混合材料固化，再使低熔点材料熔融后去除，得到具有一定功能性的微通道，进而得到具有微通道的微流控芯片。在反应区末端加入吸收垫，可以防止液体回流产生影响。由于微通道对液体具有毛细作用，能够对液体进行运输，避免了在微流控芯片中设置额外驱动力来驱动液体流动。在制备微流控芯片的过程中，对微通道进行亲水处理，以提高微流控芯片对液体的运输能力。本发明实施例的微流控芯片的制造方法，简化了微流控芯片的制作工艺，缩短了微流控芯片的制造时间，有利于短时间内快速制造微流控芯片，以满足市场需求。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明实施例的材料输送装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的喷印装置结构示意图；
图3为本发明实施例的温度控制器结构示意图；
图4为本发明实施例的微流控芯片结构示意图；
图5为本发明实施例的微孔通道的局部放大结构示意图。
附图标记：
高熔点材料1，低熔点材料2，材料输送装置10，温度控制器11，导轨箱12，基片20，喷头131，伸缩杆132，横杆133，变温平台111，温度控制器箱体112，调节旋钮113，第一入口100，第二入口200，微通道201。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本发明实施例的微流控芯片的制造方法，包括如下步骤：使液态的高熔点材料1和低熔点材料2均匀混合，得到液态混合材料；将液态混合材料喷印在基片20上；使喷印在基片20上的液态混合材料固化；使低熔点材料2融化后去除，得到具有微孔结构的微通道201；对微通道201进行亲水处理，在微通道201上设置有加样端口，并在反应区末端添加吸收垫，封装后得到具有微通道的微流控芯片。
其中，微通道201还设置有废液吸收端口；封装前，在加样区进行加样。
利用相变原理在液态的高熔点材料1中加入低熔点材料2并均匀混合，然后将液态混合材料喷印在基片20上，使液态混合材料固化，再使低熔点材料2熔融后去除，得到具有一定功能性的微通道201，进而得到具有微通道201的微流控芯片。由于微通道201对液体具有毛细作用，能够对液体进行运输，避免了在微流控芯片中设置额外驱动力来驱动液体流动。在制备微流控芯片的过程中，对微通道201进行亲水处理，以提高微流控芯片对液体的运输能力。本发明实施例的微流控芯片的制造方法，简化了微流控芯片的制作工艺，缩短了微流控芯片的制造时间，有利于短时间内快速制造微流控芯片，以满足市场需求。为防止废液池液体过多导致液体回流，在反应区末端设置吸收垫，能够有效避免液体回流产生的影响。
可以理解的是，高熔点材料1与低熔点材料2互不相融。高熔点材料1和低熔点材料2互不相融，是基于相变原理得到具有微孔结构的微孔通道的前提。需要说明的是，高熔点材料1和低熔点材料2是相对而言的，换言之，只要其中一种材料的熔点高于另一种材料的熔点，则相对熔点高的材料即能够作为高熔点材料1，相对熔点低的材料能够作为低熔点材料2。
需要指出的是，液态混合材料中，低熔点材料2少于高熔点材料1。低熔点材料2少于高熔点材料1，使去除低熔点材料2后的微通道201能够得到足够小的微孔结构，使得微通道201对液体具有更好的毛细作用，利于驱动微通道201内的液体流动，如图4和图5所示。
基片20的熔点高于高熔点材料1的熔点。换言之，基片20的熔点也高于低熔点材料2的熔点。基片20的熔点高于高熔点材料1和低熔点材料2的熔点，确保了液态混合材料能够喷印在基片20上而不引起基片20的融化。
参见图4，喷印时，根据微流控芯片需要实现的功能来确定喷印路线。液态混合材料通过材料输送装置10挤压在基片20上。材料输送装置10能够在基片20上方移动，使液态混合材料挤压在基片20上，得到具有一定功能性的微通道201。
微流控芯片包括基片20和盖片，基片20具有疏水表面。基片20上具有疏水表面，使位于基片20表面的液体承受一个来自基片20的排斥力，进而有利于液体在基片20表面上流动运输。
在一些实施例中，基片20和盖片均具有疏水表面，盖片的材料可以与基片20的材料相同，也可以与基片20的材料不同。盖片和基片20的材料为制作微流控芯片的基础材料。
在其中的一种实施例中，基片20为玻璃或铜板。
在一种可能的实施方式中，去除低熔点材料2时，利用温度调控器将基片20上的低熔点材料2熔融后再去除，使微通道201得到微孔结构。此时，温度调控器将基片20及微通道201的温度调节到高熔点材料1的熔点与低熔点材料2的熔点之间，低熔点材料2由于达到了熔点而融化。低熔点材料2融化后脱离微通道201，使微通道201得到微孔结构。微孔结构对液体具有毛细作用，进而不需要额外的驱动力便能够实现对液体进行运输。
在一种可能的实施方式中，利用去离子水对通道进行亲水处理。微通道201经过亲水处理后，能够提高微通道201对液体的吸引力，使液体在微通道201中定向运输。
参见图1至图3，本发明第二方面实施例的材料输送装置10，应用于本发明实施例的微流控芯片的制造方法，该材料输送装置10包括：材料箱和喷印装置。材料箱用于装载液态混合材料；喷印装置与材料箱连接，喷印装置用于将液态混合材料喷印至基片20上。喷印装置包括伸缩杆132、横杆133及喷头131，伸缩杆132安装在横杆133上，伸缩杆132能够沿横杆133轴向移动，喷头安装在伸缩杆132上，伸缩杆132能够带动喷头上下移动。材料输送装置10还包括导轨箱12、输送泵和温度控制器11，横杆133安装在导轨箱12中，横杆133能够沿导轨箱12滑动。温度控制器11包括变温平台111和温度控制器箱体112，温度控制器箱体112上设置有调节旋钮113，用于调节变温平台111的温度。输送泵将材料箱中的液态混合材料输送至喷印装置的喷头131上，喷头131在基片20上直接喷印具有一定功能性的微通道201，随后通过温度控制器11调控温度是微通道201固化，随后将微通道201的温度升高，使温度处于低熔点材料2与高熔点材料1两者的熔点之间，将低熔点材料2融化去除，留下具有多微孔结构的高熔点材料1即得到微通道201，再对微通道201进行亲水处理，以提高微通道201对液体的运输能力。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (7)

1.一种微流控芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
使液态的高熔点材料和低熔点材料均匀混合，得到液态混合材料；所述高熔点材料与所述低熔点材料互不相融；
将液态混合材料喷印在基片上；
使喷印在基片上的液态混合材料固化，所述基片的熔点高于高熔点材料的熔点；
使低熔点材料融化后去除，得到具有微孔结构的微通道；
对微通道进行亲水处理，在反应区末端加入吸收垫，封装后得到具有微通道的微流控芯片。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片的制造方法，其特征在于，喷印时，根据微流控芯片需要实现的功能来确定喷印路线。
3.根据权利要求1所述的微流控芯片的制造方法，其特征在于，去除低熔点材料时，使微通道的温度处于低熔点材料的熔点与高熔点材料的熔点之间。
4.根据权利要求1所述的微流控芯片的制造方法，其特征在于，利用去离子水对微通道进行亲水处理。
5.根据权利要求1所述的微流控芯片的制造方法，其特征在于，液态混合材料中，所述低熔点材料少于所述高熔点材料。
6.根据权利要求1所述的微流控芯片的制造方法，其特征在于，所述基片具有疏水表面。
7.根据权利要求6所述的微流控芯片的制造方法，其特征在于，所述基片为玻璃或铜板。
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