CN114471759B - 一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法 - Google Patents

一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法，其包括：玻璃透光层，所述玻璃透光层上固定有纳米金膜层，所述纳米金膜层的表面固定有用于检测生物分子的检测材料；聚四氟乙烯层，所述聚四氟乙烯层为多层结构，由下至上依次包括底部固定层、反应仓层、分流层、顶层；所述底部固定层、反应仓层、分流层均包括进样导流孔与废液排出孔；所述反应仓层设置有多个独立间隔的反应仓，多个所述反应仓通过微流道相并联，位于所述反应仓两端的微流道分别与导流孔和废液排出孔相连通，所述玻璃透光层置于反应仓层的下方；本发明能够实现医学生物标志物的快速检测，能够特异性识别癌症蛋白，实现癌症的快速检测。

Description

一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法
技术领域
本发明涉及微流控芯片技术领域，特别涉及一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法。
背景技术
癌症是威胁人类健康的主要因素之一，也是世界上死亡率最高的疾病之一，早发现、早诊断、早治疗是对抗恶性肿瘤最有效的方法，微流控技术以其所需样本少，反应时间短，成本相对较低，广泛用于微生物检测、蛋白质检测、基因检测等方面，并且微流控芯片在制作工艺方便具有简便性，能够快速制作成型，并有望为癌症标志物检测提供一种快速简便有效的新方法。针对癌症标记物检测，如何在微流控芯片微小平台上实现对医学生物标志物的快速检测，这均是现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片，其包括：玻璃透光层，所述玻璃透光层上固定有纳米金膜层，所述纳米金膜层的表面固定有用于检测生物分子的检测材料；聚四氟乙烯层，所述聚四氟乙烯层为多层结构，由下至上依次包括底部固定层、反应仓层、分流层、顶层；所述底部固定层、反应仓层、分流层均包括进样导流孔与废液排出孔；所述反应仓层设置有多个独立间隔的反应仓，多个所述反应仓通过微流道相并联，位于所述反应仓两端的微流道分别与导流孔和废液排出孔相连通，所述玻璃透光层置于反应仓层的下方。
优选的，所述导流孔与微流道之间设置有气泡井，所述气泡井上设置有过滤层。
优选的，所述包括如下步骤：
a、分别制备玻璃透光层、反应仓、分流层；叠加并连接玻璃透光层、反应仓、分流层；
b、采用聚四氟乙烯纸制备所述反应仓及所述分流层，其中采用雕刻或模切进行切割，控制微流道宽度和孔径，以在所述各层分别形成不同的图案；
c、采用热压工艺进行一体式封装，并通过控制压力和温度，在所述玻璃透光层和分流层形成微流孔道及反应仓。
优选的，所述聚四氟乙烯材质形成的微流孔道及反应仓具有低生物吸附性。
优选的，所述玻璃透光层与其上叠加的反应仓在封装后能够紧密结合，形成一体式结构。
优选的，所述聚四氟乙烯纸进行雕刻或模切的方式切割，对微流道宽度和孔径可以精确控制。
与传统技术相比，本发明产生的有益效果是：
1、该基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法，待检测液通过进样导流孔，由底层进入分流层微流道，并经分流流至反应仓层，反应仓层有独立间隔的多个反应仓，待检测液在重力作用下进入反应仓，与玻璃层纳米颗粒直接接触，并再次进入分流层，经分流层流道和废液排出孔流出，能够实现医学生物标志物的快速检测，能够特异性识别癌症蛋白，实现癌症的快速检测，本封装方法可以一体成型，对温度和压力的要求较低，不会对玻璃纳米层造成损伤破坏，制作工艺简便，能够快速成型。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的多层展开图。
图中：1、导流孔；2、气泡井；3、反应仓；4、废液排出孔；5、微流道；6、玻璃透光层；7、底部固定层；8、反应仓层；9、分流层；10、顶层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-3所示，一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片，其包括：玻璃透光层6，所述玻璃透光层6上固定有纳米金膜层，所述纳米金膜层的表面固定有用于检测生物分子的检测材料；聚四氟乙烯层，所述聚四氟乙烯层为多层结构，由下至上依次包括底部固定层7、反应仓层8、分流层9、顶层10；所述底部固定层7、反应仓层8、分流层9均包括进样导流孔1与废液排出孔4；所述反应仓层8设置有多个独立间隔的反应仓3，多个所述反应仓3通过微流道5相并联，位于所述反应仓3两端的微流道5分别与导流孔1和废液排出孔4相连通，所述玻璃透光层6置于反应仓层8的下方。
待检测液通过进样导流孔，由底层进入分流层微流道，并经分流流至反应仓层，反应仓层有独立间隔的多个反应仓，待检测液在重力作用下进入反应仓，与玻璃层纳米颗粒直接接触，并再次进入分流层，经分流层流道和废液排出孔流出，能够实现医学生物标志物的快速检测，能够特异性识别癌症蛋白，实现癌症的快速检测。
本实施例中，所述导流孔1与微流道5之间设置有气泡井2，所述气泡井2上设置有过滤层。
检测液中的微型气泡由于浮力不进入反应仓，并通过其气泡井中的过滤层直接排出。
本实施例中，一种基于聚四氟乙烯和玻璃的微流控芯片及其制备方法包括如下步骤：
a、分别制备玻璃透光层6、反应仓层8、分流层9；叠加并连接玻璃透光层6、反应仓层8、分流层9；
b、采用聚四氟乙烯纸制备所述反应仓层8及所述分流层9，其中采用雕刻或模切进行切割，控制微流道5宽度和孔径，以在所述各层分别形成不同的图案；
c、采用热压工艺进行一体式封装，并通过控制压力和温度，在所述玻璃透光层6和分流层9形成微流道5及反应仓3。
本实施例中，所述聚四氟乙烯材质形成的微流道5及反应仓3具有低生物吸附性。
本实施例中，所述玻璃透光层6与其上叠加的反应仓3在封装后能够紧密结合，形成一体式结构。
本实施例中，所述聚四氟乙烯纸进行雕刻或模切的方式切割，对微流道5宽度和孔径可以精确控制。
本申请采用特氟龙封装工艺，相对于其他封装材料的优势特氟龙纸广泛生产，易加工，精密度高，可以在280℃黏合紧密，可以通过折叠方式实现3d微流道，pdms封装方法：需要预处理混合材料，不易加工，工艺复杂，成本高，无法大规模生产。
有机玻璃封装：生物吸附性高，不利于生物芯片检测；
纯玻璃封装：工艺复杂，玻璃胶粘合容易对玻璃纳米层造成破坏；
特氟龙纸广泛生产，易加工，精密度高，可以在280℃黏合紧密。并且可以通过折叠方式实现3d微流道。而且特氟龙材料有一定的密封性，可以紧密密封住微流道和反应仓。另外，通过特氟龙网的疏水性，可以有效分离微流道中的气泡。
工作原理：通过进样导流孔1的进样通路通入待检测液，使待检测液流至玻璃透光层6；使待检测液与玻璃透光层6纳米材料上的检测材料发生结合反应；以及，反应完成后，检测仪进行分析。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (5)

1.一种聚四氟乙烯和玻璃制成的微流控芯片，其特征在于：其包括：
玻璃透光层，所述玻璃透光层上固定有纳米金膜层，所述纳米金膜层的表面固定有用于检测生物分子的检测材料；
聚四氟乙烯层，所述聚四氟乙烯层为多层结构，由下至上依次包括底部固定层、反应仓层、分流层、顶层；所述底部固定层、反应仓层、分流层均包括进样导流孔与废液排出孔；所述反应仓层设置有多个独立间隔的反应仓，多个所述反应仓通过微流道相并联，聚四氟乙烯层采用折叠结构，形成3d微流道，位于所述反应仓两端的微流道分别与导流孔和废液排出孔相连通，所述玻璃透光层置于反应仓层的下方，所述导流孔与微流道之间设置有气泡井，所述气泡井上设置有过滤层。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯和玻璃制成的微流控芯片的制备方法，如下步骤：
分别制备玻璃透光层、反应仓、分流层；叠加并连接玻璃透光层、反应仓、分流层；
采用聚四氟乙烯纸制备所述反应仓及所述分流层，其中采用雕刻或模切进行切割，控制微流道宽度和孔径，以在所述各层分别形成不同的图案；
采用热压工艺进行一体式封装，并通过控制压力和温度，在所述玻璃透光层和分流层形成微流孔道及反应仓。
3.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯和玻璃制成的微流控芯片的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯材质形成的微流孔道及反应仓具有低生物吸附性。
4.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯和玻璃制成的微流控芯片的制备方法，其特征在于：所述玻璃透光层与其上叠加的反应仓在封装后能够紧密结合，形成一体式结构。
5.根据权利要求2所述的一种聚四氟乙烯和玻璃制成的微流控芯片的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯纸进行雕刻或模切的方式切割，对微流道宽度和孔径可以精确控制。
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