CN114599954A - 包含流动通道的玻璃制品及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

提供了包含具有形成在其中的多个流动通道的玻璃层叠体基材的玻璃制品。玻璃层叠体制品包括熔合到一起的第一玻璃层和第二玻璃层。在各种实施方式中，每个流动通道的底板的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测得的。采用如下方法制造此类玻璃制品，包括：使得第一玻璃层的第一部分与第一蚀刻剂接触持续第一蚀刻时间从而在玻璃基材中至少部分形成流动通道，以及使得流动通道与第二蚀刻剂接触持续第二时刻时间以使得每个流动通道的底板平坦化。

Description

包含流动通道的玻璃制品及其制作方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119，要求2019年10月23日提交的美国临时申请第62/924,878号的优先权，其全文通过引用结合入本文。
技术领域
本说明书大体上涉及在其中包含流动通道的玻璃制品，具体来说，涉及这样的玻璃层叠体基材，其具有延伸穿过玻璃层叠体的第一层的多个流动通道。
背景技术
微流体或流动单元、装置可用于各种应用，包括生物分析(例如，核酸测序、单分子分析等)。在各种应用中，分析采用高分辨率荧光成像技术从而在暴露于装置的流动通道的基材表面鉴定和量化特定分子。例如，在基于光学检测的平行基因测序技术中，从基因组DNA样品产生的数百万个DNA片段可以固定并分配到流动单元装置的基材表面上，从而使得片段在空间上彼此分离，从而通过例如：合成、连接或单分子实时成像来有助于测序。
采用这些核酸测序和单分子测定的常规生物分析技术常常遭遇因收集数千张图像以实现充分的识别和量化而使得收集时间加长的情况。
因此，本领域存在对于能够有助于降低图像收集时间的改进的流动单元装置的需求。
发明内容
根据第1个方面，玻璃制品包括：包含第一玻璃层和熔合到(fused to)第一玻璃层的第二玻璃层的玻璃层叠体基材以及延伸穿过第一玻璃层到达第二玻璃层的多个流动通道，其中，所述多个流动通道中的每一个的底板(floor)的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测量得到的。
根据第2个方面，玻璃制品包括根据第1个方面的玻璃制品，其中，第一玻璃层熔合到第二玻璃层的第一主表面，以及其中，玻璃层叠体基材还包括熔合到第二玻璃层的与所述第一主表面相反的第二主表面的第三玻璃层。
根据第3个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的长度大于10mm。
根据第4个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的长度大于20mm。
根据第5个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的宽度大于1mm。
根据第6个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的宽度大于1.5mm。
根据第7个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少90％具有小于100nm/mm2的局部平均表面平坦度。
根据第8个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少95％具有小于100nm/mm2的局部平均表面平坦度。
根据第9个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，第一玻璃层限定了所述多个流动通道中的每一个的侧壁，以及第二玻璃层限定了所述多个流动通道中的每一个的底板。
根据第10个方面，玻璃制品包括根据任意前述方面的玻璃制品，其中，所述多个流动通道是50个流动通道。
根据第11个方面，微流体装置包括根据任意前述方面的玻璃制品以及粘结到玻璃制品且至少部分覆盖了流动通道的覆盖物。
根据第12个方面，微流体装置包括根据第11个方面的微流体装置，其中，所述微流体装置是用于DNA测序的流动单元。
根据第13个方面，玻璃制品的制造方法包括：在玻璃基材的第一玻璃层的表面上沉积掩蔽层，所述玻璃基材包括第一玻璃层和熔合到第一玻璃层的第二玻璃层，从而使得表面的掩蔽区域被掩蔽层覆盖并且表面的暴露区域没有被掩蔽层覆盖；使得第一玻璃层的对应于表面的暴露区域的第一部分与第一蚀刻剂接触持续第一蚀刻时间从而使得玻璃层的所述第一部分被去除至在玻璃基材中至少部分形成多个流动通道；以及使得所述多个流动通道与第二蚀刻剂接触持续第二蚀刻时间以使得所述多个流动通道中的每一个的底板平坦化；其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测量得到的。
根据第14个方面，方法包括第13个方面的方法，其中，第一玻璃层在第一蚀刻剂和第二蚀刻剂中的蚀刻速率高于第二玻璃层，使得第二玻璃层起到了蚀刻停止的作用来控制所述多个流动通道中的每一个的深度。
根据第15个方面，方法包括第13或第14个方面的方法，其中，第一蚀刻剂和第二蚀刻剂中的至少一个包括水性氢氟酸。
根据第16个方面，方法包括第15个方面的方法，其中，第一蚀刻剂包括处于第一浓度的水性氢氟酸，以及第二蚀刻剂包括处于小于所述第一浓度的第二浓度的水性氢氟酸。
根据第17个方面，方法包括第16个方面的方法，其中，所述第一浓度是0.2重量％至20重量％HF。
根据第18个方面，方法包括第16个方面的方法，其中，所述第一浓度是0.5重量％至10重量％HF。
根据第19个方面，方法包括第16个方面的方法，其中，所述第一浓度是1.5重量％至5重量％HF。
根据第20个方面，方法包括第16至第19个方面中任一项的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至5重量％HF。
根据第21个方面，方法包括第16至第19个方面中任一项的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至2重量％HF。
根据第22个方面，方法包括第16至第19个方面中任一项的方法，其中，所述第二浓度是0.1重量％至0.5重量％HF。
根据第23个方面，方法包括第17至第22个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品具有：所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少90％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测量得到的。
根据第24个方面，方法包括第13至第23个方面中任一项的方法，其中，所述第一蚀刻时间小于或等于要蚀刻至等于所述第一玻璃层的厚度的深度的估算时间量。
根据第25个方面，微流体装置的制造方法包括：在玻璃基材的第一玻璃层的表面上沉积粘结层，所述玻璃基材包括第一玻璃层和熔合到第一玻璃层的第二玻璃层，从而使得表面的掩蔽区域被粘结层覆盖并且表面的暴露区域没有被粘结层覆盖；使得第一玻璃层的对应于表面的暴露区域的第一部分与第一蚀刻剂接触持续第一蚀刻时间从而使得玻璃层的所述第一部分被去除至在玻璃基材中至少部分形成多个流动通道；使得所述多个流动通道与第二蚀刻剂接触持续第二蚀刻时间以使得所述多个流动通道中的每一个的底板平坦化；以及通过粘结层将覆盖物粘结到玻璃基材；其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测量得到的。
根据第26个方面，方法包括第25个方面的方法，其中，第一玻璃层在第一蚀刻剂和第二蚀刻剂中的蚀刻速率高于第二玻璃层，使得第二玻璃层起到了蚀刻停止的作用来控制所述多个流动通道中的每一个的深度。
根据第27个方面，方法包括第25或第26个方面的方法，其中，第一蚀刻剂包括处于第一浓度的水性氢氟酸，以及第二蚀刻剂包括处于小于所述第一浓度的第二浓度的水性氢氟酸。
根据第28个方面，方法包括第27个方面的方法，其中，所述第一浓度是0.2重量％至20重量％HF。
根据第29个方面，方法包括第27个方面的方法，其中，所述第一浓度是0.5重量％至10重量％HF。
根据第30个方面，方法包括第27个方面的方法，其中，所述第一浓度是1.5重量％至5重量％HF。
根据第31个方面，方法包括第27至第30个方面中任一项的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至5重量％HF。
根据第32个方面，方法包括第27至第30个方面中任一项的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至2重量％HF。
根据第33个方面，方法包括第27至第30个方面中任一项的方法，其中，所述第二浓度是0.1重量％至1.0重量％HF。
根据第34个方面，方法包括第25至第33个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品具有：所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少90％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测量得到的。
根据第35个方面，方法包括第25至第34个方面中任一项的方法，其中，玻璃制品具有：所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少95％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测量得到的。
根据第36个方面，方法包括第25至第34个方面中任一项的方法，其中，所述第一蚀刻时间小于或等于要蚀刻至等于所述第一玻璃层的厚度的深度的估算时间量。
根据第37个方面，方法包括第25至第36个方面中任一项的方法，其中，将覆盖物粘结到玻璃基材包括：将覆盖物放置在粘结层上；以及用电磁辐射照射粘结层，所述电磁辐射足以使得至少一部分的粘结层扩散进入到覆盖物和玻璃基材中，从而将覆盖物与玻璃基材相粘结。
在以下的详细描述中给出了附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。
要理解的是，前述的一般性描述和下文的具体实施方式都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1A是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的包括多个流动通道的玻璃制品的俯视图；
图1B是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的图1A中所示的玻璃制品的横截面图；
图2是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的微流体装置；
图3A-3C显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的图1B的玻璃制品的示例性制造方法；
图4是根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的多通道微流体装置的平面示意图；
图5显示对于采用单蚀刻步骤制备的玻璃制品的局部平坦度(Y轴；单位为nm/mm2)与2％HF中的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)的函数关系图；
图6显示对于采用单蚀刻步骤制备的玻璃制品的区间内百分比(percent withininterval)(PWI)(Y轴；单位为流动通道的总底板面积的％)与2％HF中的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)的函数关系图；
图7显示玻璃制品的去除深度(Y轴；单位为μm)与2％HF中的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)之间的线性相关性图；
图8显示玻璃制品的去除深度(Y轴；单位为μm)与0.2％HF中的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)之间的线性相关性图；
图9显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品的局部平坦度(Y轴；单位为nm/mm2)与在2％HF中持续37分钟的蚀刻步骤之后的0.2％HF的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)的函数关系图；
图10显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品的区间内百分比(PWI)(Y轴；单位为流动通道的总底板面积的％)与在2％HF中持续37分钟的蚀刻步骤之后的0.2％HF的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)的函数关系图；
图11显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品的局部平坦度(Y轴；单位为nm/mm2)与在2％HF中持续40分钟的蚀刻步骤之后的0.2％HF的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)的函数关系图；
图12显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品的区间内百分比(PWI)(Y轴；单位为流动通道的总底板面积的％)与在2％HF中持续40分钟的蚀刻步骤之后的0.2％HF的蚀刻时间(X轴；单位为分钟)的函数关系图；
图13是根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品的多表面轮廓图像；
图14显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品中的每个流动通道的区间内百分比(PWI)(Y轴)图；
图15A显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品和常规玻璃制品中的流动通道的平均局部表面平坦度(Y轴)图；
图15B显示根据本文所示和所述一个或多个实施方式的示例性玻璃制品和常规玻璃制品中的流动通道的平均区间内百分比(PWI)(Y轴)图。
具体实施方式
下面详细参考各个实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。
本文中，范围可以表示为从“约”另一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。当表述这样的范围时，另一个实施方式包括自所述一个具体数值始和/或至所述另一具体数值止。类似地，当用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解具体数值构成了另一个实施方式。还会理解的是，每个范围的端点在与另一个端点有关及独立于另一个端点时都是重要的。
除非另有明确说明，否则本文所述的任何方法不应理解为其步骤需要按具体顺序进行，或者要求使任何设备具有特定取向。因此，如果方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序，或者任何设备权利要求没有实际叙述各组件的顺序或取向，或者权利要求书或说明书中没有另外具体陈述步骤限于具体顺序，或者没有叙述设备组件的具体顺序或取向，那么在任何方面都不应推断顺序或取向。这同样适用于任何可能的未明确表述的解释依据，包括：关于设置步骤、操作流程、组件顺序或组件取向的逻辑；由语法结构或标点获得的一般含义；以及说明书所述的实施方式的数量或种类。
除非上下文另外清楚地说明，否则如本文所用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数指代。因此，例如，提到的“一种”组分包括具有两种或更多种这类组分的方面，除非文本中有另外的明确表示。
在各种实施方式中，提供了玻璃层叠体基材，它们的流动通道具有超级平坦的底板表面。超级平坦流动通道(特别是对于流动通道的底板而言)能够实现具有较短聚焦时间的成像过程。各种实施方式还提供了玻璃基材或晶片上的流动通道的底板的高度一致的平坦度。
现参见图1A，显示根据各种实施方式的玻璃制品100，其包括包含有流动通道104的玻璃层叠体102。具体来说，图1A提供了包含多个流动通道104的玻璃制品100的俯视图。在图1A所示的玻璃制品100中，包括了50个流动通道，但是预期玻璃制品中所包含的流动通道的数量可以取决于具体实施方式发生变化。例如，相比于图1A所示的玻璃制品而言更大的玻璃制品100可以包括更多的流动通道。不受限于理论，相信在玻璃制品100中包含大量的流动通道可以改善制造效率和降低成本，因为可以通过将较大的玻璃制品100分成较小的片材来制造许多流动单元装置。
图1B是图1A所示的玻璃制品100的横截面。如图1B所示，玻璃层叠体102包括插入在第一包覆层108a与第二包覆层108b之间的芯层106。
在各种实施方式中，每个玻璃层(包括芯层106、第一包覆层108a以及第二包覆层108b)独立地包括玻璃材料，包括但不限于：玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷，或其组合。在实施方式中，芯层106的玻璃材料不同于第一包覆层108a和第二包覆层108b的玻璃材料。在实施方式中，第一包覆层108a的玻璃材料可以与第二包覆层108b的玻璃材料相同；或者第一包覆层108a的玻璃材料可以不同于第二包覆层108b的玻璃材料。
图1B显示芯层106，其具有第一表面106a和与第一表面106a相反的第二表面106b。第一包覆层108a与芯层106的第一表面106a直接熔合，以及第二包覆层108b与芯层106的第二表面106b直接熔合。可以在没有布置在玻璃层之间的任何额外材料(例如：粘合剂、聚合物层或者涂料层等)的情况下，将第一和第二包覆层108a、108b熔合到芯层106。因此，在这种情况下，第一表面106a与第一包覆层108a直接相邻，以及第二表面106b与第二包覆层108b直接相邻。在一些实施方式中，通过熔合层叠工艺(例如，熔合拉制工艺)形成玻璃层叠体102。可能在一个或多个相邻的玻璃层之间形成扩散层(未示出)。
在实施方式中，可以从如下组合物形成第一和第二包覆层，所述组合物包含：浓度范围为45摩尔％至84摩尔％的二氧化硅(SiO2)；浓度范围为8摩尔％至19摩尔％的氧化铝(Al2O3)；浓度范围为5摩尔％至23摩尔％的三氧化二硼(B2O3)；以及浓度范围为3摩尔％至21摩尔％的氧化钠(Na2O)。在一些实施方式中，包覆层可以基本不含砷(As)和镉(Cd)，从而实现包覆层与芯层106之间的分解速率差异。例如，在一些实施方式中，在蚀刻剂中的包覆层的分解速率或者蚀刻速率至少是芯层的分解速率或者蚀刻速率的10倍那么大。
各种实施方式的第一和第二包覆层分别具有如下厚度：5μm至300μm，10μm至275μm，或者12μm至250μm。在一些实施方式中，包覆层中的一个或两个具有如下厚度：大于5μm，大于10μm，大于12μm，大于15μm，大于20μm，大于25μm，大于30μm，大于40μm，大于50μm，大于60μm，大于70μm，大于80μm，大于90μm，或者大于100μm。在一些实施方式中，包覆层中的一个或两个具有如下厚度：小于300μm，小于275μm，小于250μm，小于225μm，小于200μm，小于175μm，小于150μm，小于125μm，或者小于100μm。包覆层中的一个或两个的厚度可以是在任意前述端点所形成的范围内。但是，应理解的是，包覆层108a、108b可以具有其他厚度。
在实施方式中，可以从如下组合物形成芯层，所述组合物包含：浓度范围为60摩尔％至85摩尔％的二氧化硅(SiO2)；浓度范围为1摩尔％至10摩尔％的氧化铝(Al2O3)；浓度范围为3摩尔％至25摩尔％的氧化钠(Na2O)；浓度范围为1摩尔％至15摩尔％的氧化镁(MgO)；以及浓度范围为1摩尔％至10摩尔％的氧化锶(SrO)。
在一些实施方式中，芯层106具有如下厚度：100μm至1200μm，或者200μm至1100μm。在一些实施方式中，芯层106具有如下厚度：大于100μm，大于150μm，大于200μm，大于250μm，大于300μm，大于500μm，大于600μm，或者大于700μm。在一些实施方式中，芯层106具有如下厚度：小于1200μm，小于1000μm，小于900μm，小于800μm，小于700μm，或者小于500μm。芯层的厚度可以是在任意前述端点所形成的范围内。但是，应理解的是，芯层106可以具有其他厚度。
如图1B所示，每个流动通道104被两个侧壁110和底板112所限定。在实施方式中，第一包覆层108a限定了每个流动通道104的侧壁110，而芯层106限定了每个流动通道104的底板112。在本文所述的各种实施方式中，每个流动通道104具有大于1mm的宽度w，这是在底板112的中心部分从第一侧壁到第二侧壁测得的。在一些实施方式中，每个流动通道104具有大于1.5mm的宽度w。例如，每个流动通道104可以具有如下宽度w：1mm、1.25mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.75mm或者更大。在各种实施方式中，每个流动通道104分别具有大于10mm的长度L(如图1A所示)，这是在底板112的中心部分以纵向方向在底板112测得的。在一些实施方式中，每个流动通道104具有大于20mm的长度L。例如，每个流动通道104可以具有如下长度L：10mm、15mm、20mm、25mm、27mm、30mm或者更大。因为在底板112测量每个流动通道104的宽度w和长度L，所以在本文中，可以将这些值分别称作“底板的宽度”和“底板的长度”。
在实施方式中，每个流动通道104的底板112是平坦的并且基本平行于包覆层108a的顶表面所限定的平面。在各种实施方式中，底板112的平面的面积为包覆层108a的顶表面处的流动通道104的周界所限定的平面的面积的至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、或者至少98％。
根据本文各种实施方式，每个流动通道104的底板112的总面积的至少80％具有小于约100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道104中的每一个的底板112的长度L和宽度w测量得到的。在一些实施方式中，每个流动通道104的底板112的总面积的至少90％具有小于约100nm/mm2的局部表面平坦度，或者每个流动通道104的底板112的总面积的至少95％具有小于约100nm/mm2的局部表面平坦度。例如，在一些实施方式中，每个流动通道104的底板112的总面积的80％至100％、85％至100％、90％至100％、95％至100％,from 80％至99％、85％至99％、90％至99％、95％至99％、80％至98％、85％至98％、90％至98％或者95％至98％具有小于约100nm/mm2的局部表面平坦度。
可以采用激光干涉仪(例如，采用TMSTM分析软件的
Figure BDA0003608572200000101
多表面轮廓(MSP)40)测量表面平坦度，这测量了测试样品表面与干涉仪的参比表面之间的形状和倾斜情况差异。对于经过蚀刻的流动通道，像低于第二包覆层108b的底表面或者相对于参比基材(当测试样品抵靠住参比基材放置时)测量每个流动通道104的底板112的平坦度。对于经过粘结的微流体装置或流动单元，相对于参比基材的表面测量每个流动通道104的底板112的平坦度，例如当装置或流动单元放置在参比基材的顶部时。
在本文所述的各种实施方式中，通过如下方式测量局部表面平坦度：首先定义局部平坦度区。在一些具体实施方式中，在35mm x 35mm的面积上测量流动通道的底板的局部表面平坦度，并且在X和Y方向分别以0.5mm增量每1mm扫描点位。局部平坦度区包括了包含在包覆层的顶表面所限定的平面内的流动通道的任意部分的全部扫描。换言之，如果具体的扫描会包括侧壁、部分底板以及未被蚀刻的底板，则将扫描点位包括在内，并且将该扫描点位的整个面积包含在平坦度区面积的计算中。激光干涉仪可以用来测量每个局部平坦度区上的表面平坦度并且对符合局部平坦度目的的区进行鉴定。在各种实施方式中，局部平坦度目标是100nm/mm2或更小。可以计算区间内百分比(PWI)来确定局部表面平坦度符合或者小于局部平坦度目标的每个流动通道的底板的面积。可以根据如下方程式计算PWI：
PWI＝A目标/A总体x 100，
式中，A目标是局部平坦度小于或等于局部平坦度目标的流动通道的底板的面积，而A总体是流动通道的底板的总面积。
在各种实施方式中，玻璃制品100可用于形成微流体装置200，如图2所示。在图2的实施方式中，(具有第一表面202a和第二表面202b的)玻璃覆盖基材202施加到玻璃-玻璃粘结材料204的顶部并至少部分覆盖流动通道104，本文会更详细进行描述。玻璃覆盖基材202包括玻璃材料(例如，玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷，或其组合)。玻璃-玻璃粘结材料204包括以下至少一种：Cr/CrON，金属(例如：Zn、Ti、Ce、Pb、Fe、Va、Cr、Mn、Mg、Ge、Au、Ni、Cu、Al、Ta、Nb、Sn、In、Co、W、Yb、Zr等)，它们的金属氧化物(例如：Al2O3、ZnO2、Ta2O5、Nb2O5、SnO2、MgO、氧化铟锡(ITO)、CeO2、CoO、Co3O4、Cr2O3、Fe2O3、Fe3O4、In2O3、Mn2O3、NiO、a-TiO2(锐钛矿)、r-TiO2(金红石、WO3、Y2O3、ZrO2)，或者聚合物-炭黑复合膜(例如聚酰亚胺-炭黑膜)。
作为结果，玻璃覆盖基材202的第二表面202b面朝芯层106的第一表面106a且直接相对，第二表面202b作为流动通道104的天花板表面而第一表面106a作为底板表面。流动通道104的天花板表面202b和底板表面106a可以是高度平行的(例如，由于通道表面的精确粘结和超级平坦度)。可以通过玻璃覆盖基材202中的穿孔206进行流体(例如，测试DNA样品)的受控进入和离开，所述穿孔206从第一表面202a延伸到第二表面202b(例如，穿孔)。流动通道104提供了流体穿过微流体装置的流动路径(虚线)。例如，当用于DNA测序时，流动通道104为测试DNA样品提供了流动路径，从而DNA片段可以被固定和分隔到流动通道104的天花板表面202b和/或底板表面106a上以促进测序。流动通道104的天花板表面202b和/或地板表面106b可以经过处理，例如经过化学官能化或者物理结构化(例如，具有纳米井阵列)从而有助于执行所需功能(例如，捕获所需的DNA片段)。
虽然将玻璃层叠体描述为三层层叠体(参见图1B)，但是在一些实施方式中，也考虑双层层叠体并且包括芯玻璃层和包覆层，如上文所述。在已经描述了包含流动通道的玻璃层叠体以及包含其的微流体装置的各种实施方式之后，现在将描述包含流动通道的玻璃层叠体的制造方法。
根据各种实施方式，可以通过二步骤蚀刻工艺在玻璃层叠体102的第一包覆层108a中形成多个流动通道104。在各种实施方式中，如上文所述，包覆层108a和108b的蚀刻速率高于芯层106的蚀刻速率，这使得能够通过蚀刻剂去除包覆层108a和/或108b，同时芯层106起到蚀刻停止的作用。
可以使用各种工艺来生产本文所述的玻璃层叠体102，包括但不限于：层叠狭缝拉制工艺、层叠浮法工艺或者熔合层叠工艺。这些层叠工艺中的每一种通常涉及使得第一熔融玻璃组合物流动，使得第二熔融玻璃组合物流动，以及使第一熔融玻璃组合物与第二熔融玻璃组合物在大于任一玻璃组合物的玻璃转变温度的温度下发生接触，从而在两种组合物之间形成界面，使得随着玻璃冷却和凝固，第一和第二熔融玻璃组合物在界面处熔合在一起。在一些具体实施方式中，本文所述的玻璃层叠体102可以由熔合层叠工艺形成，例如美国专利第4,214,886号所述的方法，其通过引用结合入本文。
图3A-3C显示了上文各种实施方式中所述的包含流动通道的玻璃层叠体的示例性制造方法。具体来说，图3A显示涂覆和图案化工艺，从而将掩蔽层302沉积到第一包覆层108a和第二包覆层108b的表面上。在一些实施方式中，由上文所述的玻璃-玻璃粘结材料204形成掩蔽层302。在其他实施方式中，例如掩蔽层302没有用作玻璃-玻璃粘结层的实施方式中，可以由适用于蚀刻工艺的任何材料(例如，抗蚀刻聚合物)形成掩蔽层。
可以采用以下至少一种方式来施加掩蔽层302：旋涂，浸涂，化学气相沉积(CVD)(例如：等离子体辅助、原子层沉积(ALD)、气相外延(VPE)等)，物理气相沉积(PVD)(例如：喷溅、蒸发、电子束等)，激光辅助沉积，或者本领域已知且用于向玻璃基材施加蚀刻掩蔽的其他合适方法。在各种实施方式中，采用增量式或者减量式图案化技术(例如：喷墨打印、丝网印刷、条带粘结、气相沉积、等离子体蚀刻、湿法蚀刻等)在玻璃基材上对掩蔽层302进行图案化。掩蔽层302在玻璃基材上的图案化提供了第一包覆层108a的被掩蔽层302覆盖的表面掩蔽区域以及第一包覆层108a的未被掩蔽层302覆盖的表面暴露区域。
如图3A所示，可以将掩蔽层302施加到第二包覆层108b的表面从而完全覆盖表面，或者其在表面上可以是图案化的，如上文所述。在其他实施方式中(未示出)，可以没有向第二包覆层108b的表面施加掩蔽层，并且可以在蚀刻过程期间蚀刻掉第二包覆层108b。
在施加了掩蔽层302之后，玻璃层叠体与第一蚀刻剂接触持续第一蚀刻时间，从而去除掉第一部分的第一包覆层108a，如图3B所示。换言之，经掩蔽处理的玻璃层叠体经受湿法化学蚀刻过程从而选择性地去除掉未受到掩蔽层302保护的一部分的第一包覆层108a(例如，第一包覆层108a未被掩蔽层302覆盖的部分)，从而在玻璃层叠体中至少部分形成多个流动通道104。
第一蚀刻剂是湿法蚀刻化学品，其包含能够分解或者溶解玻璃制品或其一部分的组分，如本文所述。例如，第一蚀刻剂可以包括：酸(例如：HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4、H3BO3、HBr、HClO4、HF、乙酸等)，碱(例如：LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2等)，或其组合。在本文所述的各种实施方式中，第一蚀刻剂是水性HF。
取决于具体实施方式，第一蚀刻时间可以是约20分钟至约75分钟。例如，第一蚀刻时间可以取决于所用的具体玻璃组合物、所用的第一蚀刻剂、温度以及要去除的第一包覆层的量发生变化。在一些具体实施方式中，第一蚀刻时间是约30分钟至约50分钟，或者约35分钟至约45分钟。
在一些实施方式中，第一蚀刻时间T1的时间量小于或等于要蚀刻到等于第一包覆层108的厚度的深度d的估算时间量TE。在一些实施方式中，第一蚀刻时间T1的时间量小于要蚀刻到等于第一包覆层108的厚度的深度d的估算时间量TE。换言之，第一蚀刻时间可以选择性地去除一些(但是并非全部的)第一包覆层108a的暴露部分的厚度，如图3B所示。要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE可以通过如下方式确定，例如通过确定第一包覆层在第一蚀刻剂中的蚀刻速率R1并用深度d除以蚀刻速率R1，或者：
TE＝d/R1
在一些实施方式中，第一蚀刻时间T1是：大于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约75％，大于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约80％，大于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约85％，大于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约90％，或者大于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约95％。在一些实施方式中，第一蚀刻时间T1是：小于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约100％，小于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约99％，小于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约98％，或者小于要蚀刻到等于第一包覆层的厚度的深度d的估算时间量TE的约95％。
接着，玻璃层叠体接触第二蚀刻剂持续第二蚀刻时间以使得所述多个流动通道中的每一个的底板平坦化，如图3C所示。换言之，经掩蔽处理的玻璃层叠体(具体来说，部分形成的流动通道)经受第二湿法化学蚀刻步骤从而选择性地去除掉未受到掩蔽层302保护的一部分的第一包覆层108a(例如，第一包覆层108a未被掩蔽层302覆盖的部分)，在玻璃层叠体中完全形成所述多个流动通道104。在本文所述的各种实施方式中，第一包覆层在第二蚀刻剂中的蚀刻速率R2小于第一包覆层在第一蚀刻剂中的蚀刻速率R1。不受限于理论，第二蚀刻剂中较为缓慢的蚀刻速率实现了将第二蚀刻剂用于对第一包覆层的蚀刻进行细调，以形成所述多个流动通道并实现具有更高可重现性的更为平坦底板的流动通道。
第二蚀刻剂是第二湿法蚀刻化学品，其包含能够分解或者溶解玻璃制品或其一部分的组分，如本文所述。例如，第二蚀刻剂可以包括：酸(例如：HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4、H3BO3、HBr、HClO4、HF、乙酸等)，碱(例如：LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH、Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2等)，或其组合。第二蚀刻剂可以是不同于第一蚀刻剂的湿法蚀刻化学品。作为补充或替代，第二蚀刻剂的浓度可以不同于第一蚀刻剂。例如，第一蚀刻剂与第二蚀刻剂可以是相同的蚀刻化学品，但是可以具有不同浓度。在此类实施方式中，第二浓度小于第一浓度。在本文所述的各种实施方式中，第二蚀刻剂是水性HF。在一些实施方式中，第一蚀刻剂是具有第一浓度的水性HF，而第二蚀刻剂是具有第二浓度的水性HF，并且第二浓度小于第一浓度。第一浓度可以是例如：0.2重量％至20重量％，0.5重量％至10重量％，或者1.5重量％至5重量％；以及第二浓度可以是例如：0.01重量％至5重量％，0.01重量％至2重量％，0.1重量％至1.5重量％，或者0.1重量％至0.5重量％。
取决于具体实施方式，第二蚀刻时间可以是约15分钟至约75分钟。例如，第二蚀刻时间可以取决于所用的具体玻璃组合物、所用的第二蚀刻剂、温度以及要保持去除的第一包覆层的量发生变化。在一些具体实施方式中，第二蚀刻时间是约15分钟至约50分钟，或者约20分钟至约40分钟。
如上文所述，在各种实施方式中，在第一和第二蚀刻剂的每一个中，芯层106的蚀刻速率低于第一和第二包覆层108a、108b。因此，芯层106起到了蚀刻工艺步骤的蚀刻停止的作用。除此之外，在一些实施方式中，在第一和第二蚀刻步骤期间，可以至少部分去除第二包覆层108b。在一些特定实施方式中，在蚀刻工艺步骤期间完全去除了第二包覆层108b，并且所得到的玻璃制品包括芯层106和第一包覆层108a，具有延伸穿过第一包覆层108a到达芯层106的多个流动通道。但是，在其他实施方式中，可以保留至少一部分的第二包覆层108b，例如通过在蚀刻之前在其上沉积蚀刻掩蔽或者其他保护剂。在一些特定实施方式中，保留了第二包覆层108b，并且所得到的玻璃制品包括芯层106，第一包覆层108a，具有延伸穿过第一包覆层108a到达芯层106的多个流动通道，以及第二包覆层108b。不受限于理论，使用三层玻璃层叠体基材可以消除对于使用分开的载具以粘结到玻璃制品的需求。
在各种实施方式中，如上文和下文所述，向包含所述多个流动通道的玻璃层叠体施加玻璃覆盖基材202，以形成微流体装置或者流动单元装置，如图2所示。在由玻璃-玻璃粘结材料204形成掩蔽层302的实施方式中，玻璃覆盖基材202可以直接放置在其上。或者，例如在采用不同的掩蔽层302的实施方式中，可以任选地去除掩蔽层，以及可以在施加玻璃覆盖基材202之前将玻璃-玻璃材料204施加到玻璃层叠体。
在一些实施方式中，可以使用激光辅助粘结工艺，采用玻璃-玻璃粘结材料204使得玻璃覆盖基材202与第一包覆层108a相粘结。不受限于任何特定理论，相信玻璃-玻璃粘结材料204与第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202的分别粘结是一部分的玻璃-玻璃粘结材料20扩散进入到第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202中的结果，从而使得第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202包含扩散的玻璃-玻璃粘结材料的每个部分是粘结体积层(未示出)。取向时，玻璃-玻璃粘结材料204对于激光发射波长可以不是透明的，而第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202对于激光发射波长可以是透明的。在此类实施方式中，激光发射可以穿过玻璃覆盖基材202和/或玻璃制品100并且可以被玻璃-玻璃粘结材料204所吸收。在一些实施方式中，玻璃-玻璃粘结材料204扩散分别进入到第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202中，使得粘结体积层对于激光发射波长是透明的。
在一些实施方式中，采用激光完成玻璃-玻璃粘结材料204与第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202的分别粘结，所述激光的波长使得基材中的至少一个(例如，第一包覆层108a和/或玻璃覆盖基材202)对于该波长是透明的。层之间的界面提供了透射率或光学透射系数的变化，这导致界面处的激光能吸收并局部加热至产生粘结。
在(玻璃-玻璃粘结材料204是Cr/CrON的)一些实施方式中，Cr组分可以起到吸热层的功能，其对于激光波长是不透明的或者阻挡了激光波长，并且具有扩散进入到第一包覆层108a和/或玻璃覆盖基材202中的亲和力。在替代实施方式中，可以采用具有适当波长吸收和扩散亲和力特性的其他材料作为吸热层。吸热层的厚度可以厚到合乎希望地补偿表面粗糙度或者控制工艺的时间和温度。
作为补充和/或替代，整个粘结体积层上的玻璃-玻璃粘结材料204与第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202的粘结可以包括玻璃-玻璃粘结材料204、第一包覆层108a和/或玻璃覆盖基材202中的至少一个的熔化(例如，在激光发射吸收点位的局部熔化)。此外，粘结还可以包括使得玻璃-玻璃粘结材料204熔合到第一包覆层108a或玻璃覆盖基材202中的至少一个。在一些实施方式中，粘结体积层对于激光发射波长是透明的。
在一些实施方式中，可以通过分开的激光发射(未示出)实现粘结，例如：美国专利第9,492,990号、第9,515,286号和/或第9,120,287号所述，其全文通过引用结合入本文。在其他实施方式中，可以采用粘合剂或者其他玻璃-玻璃粘结材料，在没有使用激光发射的情况下使得第一包覆层108a与玻璃覆盖基材202相粘结。
因此，在一些实施方式中，在将玻璃覆盖基材202放置在图1B的经蚀刻的结构上面(如上文所述)并且与玻璃-玻璃粘结材料204紧密接触之后，将该组合暴露于辐射(例如，激光处理)从而通过粘结体积层使得第一包覆层108a和玻璃覆盖基材202中的每一个分别与玻璃-玻璃粘结材料204相粘结。产生图2的结构可以包括：将玻璃覆盖基材202放在玻璃-玻璃粘结材料204上，以及用足以使得至少一部分的玻璃-玻璃粘结材料204扩散进入到玻璃覆盖基材202和第一包覆层108a中的电磁辐射照射玻璃-玻璃粘结材料204。
图4是根据一些实施方式，通过本文所述方法制造得到的微流体装置400的平面示意图。在这个例子中，微流体装置400包括各种微流体通道402，每个作为用于测试样品的流动路径，分别连接了入口404和出口406用于受控进入和离开。换言之，入口404和出口406分别与对应的微流体通道402流体联通。如上文所述，每个微流体装置402具有：底板表面(其是芯层106的表面)，天花板表面(其是玻璃覆盖基材202的表面)，以及第一包覆层108a(其是微流体通道402的侧壁的至少一部分)。每个微流体通道402的天花板表面和底板表面可以用于固定生物分子。
实施例
为了更容易地理解各种实施方式，参考以下实施例，它们旨在阐述各种实施方式。
在本文所述的每个实施例中，PWI指的是符合小于100nm/mm2的局部平坦度目标的扫描目标面积除以流动通道底板的总面积，再乘以100。此外，在每个实施例中，采用利用TMSTM分析软件的
Figure BDA0003608572200000171
多表面轮廓(MSP)40来测量玻璃层叠体(例如，流动通道和/或玻璃层叠体)的表面平坦度以及总厚度变化情况。对于局部平坦度测量，每个点位选择35mm x 35mm的面积，并且以0.5mm的增量在X和Y方向上分别以每1mm进行扫描。
进行实施例1，在层叠体玻璃晶片中蚀刻了50个流动通道，所述层叠体玻璃晶片的组成落入本文所述的范围内，测量156mm x 156mm。包覆层由如下组合物形成，其包含：SiO245摩尔％至84摩尔％，Al2O3 8摩尔％至19摩尔％，B2O3 5摩尔％至23摩尔％，以及Na2O 3摩尔％至21摩尔％，并且每个包覆层的厚度为100μm。在表面上用图案化保护层掩蔽玻璃晶片，通道区域未被覆盖。将经掩蔽的玻璃晶片暴露于2％HF持续5分钟至50分钟的各种时间段。在蚀刻之后，去除保护层并采用多表面轮廓仪(MSP 40，Tropel)评估通道局部平坦度。结果如图5所示。
如图5所示，直到约40分钟，局部平坦度都随着时间增加。在40分钟的蚀刻时间，局部平坦度从大于400nm/mm2跌落到小于100nm/mm2，这意味着随着酸溶解包覆层，包覆层在直到约40分钟的时间之前都没有完全分解。在约40分钟至约55分钟的时间段，平坦度保持大致相同，意味着随着蚀刻剂达到玻璃层叠体的芯层，存在蚀刻停止效果。因此，芯层的蚀刻停止效果可以实现低的局部平坦度。
对于符合小于100nm/mm2的局部平坦度目标的目标测量PWI，并且结果如图6所示。如图6所示，在40分钟的蚀刻时间(在该点，局部平坦度明显下降，如图5所证实)，PWI从10％增加到60％。图6还显示在45至50分钟之间实现90％的PWI的期间，具有短的加工窗口(大约5分钟)。根据图6所示结果，PWI没有受益于过度蚀刻，因为PWI在约50分钟之后下降。不受限于理论，相信这种下降归结于玻璃层叠体的芯层中的蚀刻。
还在最高至40分钟的蚀刻时间上测量的实施例1的包覆层的去除深度，从而鉴定样品在2％HF蚀刻剂中的蚀刻速率。如图7所示，对于2％HF中的玻璃层叠体，存在蚀刻深度与蚀刻时间之间的线性相关性。基于线性相关性，计算得到玻璃层叠体(具体来说，包覆层)在2％HF中的2.5μm/分钟的蚀刻速率。
除了使用0.2％HF蚀刻剂来蚀刻流动通道之外，以与实施例1相同的方式进行实施例2。在最高至120分钟的蚀刻时间上测量的实施例2的包覆层的去除深度，从而鉴定样品在0.2％HF蚀刻剂中的蚀刻速率。如图8所示，对于0.2％HF中的玻璃层叠体，存在蚀刻深度与蚀刻时间之间的线性相关性。基于线性相关性，计算得到玻璃层叠体(具体来说，包覆层)在0.2％HF中的0.5μm/分钟的蚀刻速率。
为了尝试对从采用2％HF蚀刻剂的实施例1中观察到的窗口进行加工窗口的拓宽，除了采用本文所述的两步骤蚀刻工艺对流动通道进行蚀刻之外，采用与实施例1和2相同的方式进行实施例3和4。具体来说，通过如下方式对玻璃层叠体进行蚀刻：用2％HF蚀刻37分钟(实施例3)或40分钟(实施例4)，之后用0.2％HF蚀刻持续20至40分钟的时间段(实施例3)或者10分钟至30分钟的时间段(实施例4)。测量局部平坦度和PWI。结果见图9-12所示。
图9显示采用如下方式蚀刻的玻璃层叠体的流动通道的局部平坦度：2％HF持续37分钟，之后0.2％HF持续20-40分钟的时间，以及图10显示实施例3对应的PWI。图11显示采用如下方式蚀刻的玻璃层叠体的流动通道的局部平坦度：2％HF持续40分钟，之后0.2％HF持续10-30分钟的时间，以及图12显示实施例4对应的PWI。如图9和10所示，实施例3的双步骤蚀刻工艺使得局部平坦度从450nm/mm2减小到小于100nm/mm2，并且使得PWI从10％改善到80-100％。图11和12显示实施例4的双步骤蚀刻工艺使得局部平坦度从150nm/mm2减小到小于100nm/mm2，并且使得PWI从60％改善到80-100％。相比于实施例1中所观察到的5分钟的加工窗口，双步骤蚀刻工艺实现了至少20分钟的更宽的加工窗口。
拍摄多表面轮廓(MSP)图像(图13)，显示了采用2重量％HF持续37分钟之后采用0.2重量％HF持续20分钟蚀刻的玻璃基材的三个流动通道。在图13中，阴影框对应符合小于100nm/mm2的目标局部平坦度的区域样品。如图13所示，所有3个通道对于小于100nm/mm2的目标局部平坦度都具有100％PWI。
如上所述对测量为156mm x 156mm的玻璃层叠体基材进行蚀刻，采用2重量％HF持续37分钟之后采用0.2重量％HF持续20分钟，以产生50个流动通道。对于小于100nm/mm2的目标局部平坦度的每个通道测量PWI，并且结果如图14所示。如图14所示，在所有50个流动通道中，实现了接近100％PWI。不受限于理论，相比于形成流动单元装置的常规方法，相信基材中的所有流动通道上的高PWI会导致更高的产率和更低的生产成本，因为可以在玻璃表面的整个长度和宽度上可靠地形成具有超级平坦底板的流动通道。
对常规玻璃样品进行评估，从而与根据本文所述各种实施方式的玻璃制品进行对比。具体来说，根据本文所述实施方案(用2重量％HF蚀刻37分钟，之后用0.2重量％HF蚀刻20分钟)制造的190个通道的玻璃样品以及64个通道的常规玻璃样品测量局部平坦度和PWI。结果见图15A和图15B。如图15A所示，常规玻璃通道具有226±62nm/mm2的平均局部平坦度，而实施例玻璃通道具有38.0±11.7nm/mm2的平均局部平坦度，导致常规玻璃通道的PWI为21.7±8.9％而实施例玻璃通道则是97.0±8.0％，如图15B所示。
在各种实施方式中，所得到的玻璃制品的所述多个流动通道的底板的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部平均表面平坦度。作为结果，当各种实施方式的玻璃制品用于形成微流体装置或者DNA流动单元时，本文所述的玻璃制品(例如，具有超级平坦表面的流动通道)由于重新定位和重新聚焦成像物镜所需的时间最短和/或无需进行尖端倾斜校正实现了快速成像采集。作为结果，可以显著地降低图像收集时间并改善成像质量，从而对于生物分子片段的鉴定和量化的整体评估性能得到改进。
此外，本文所述的各种实施方式实现了以低成本制造具有用于经由它们的5’-或3’-端基与DNA探针分子共价连接的涂层(例如，胺反应性聚合物涂层)的微流体通道，因为所附着的探针分子的密度可以得到精确控制，从而导致后续精确控制含有与探针DNA分子互补的接头序列的DNA片段的杂交量，这进而导致改善了多克隆聚类和测序效率。相比于常规表面，使用超级平坦的表面(具体来说，超级平坦底板表面)实现了对于流动通道的确切表面积的计算，从而可以确定实现最佳表面密度所需的DNA分子的具体量并用于对表面进行官能化。
此外，使用超级平坦表面(具体来说，超级平坦底板表面)可以增加流动通道的可用宽度并降低测序和其他流动单元工艺所需的试剂量。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各个实施方式的修改和变化形式，条件是这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (37)

1.一种玻璃制品，其包括：
玻璃层叠体，其包含第一玻璃层和熔合到第一玻璃层的第二玻璃层；以及
延伸穿过第一玻璃层达到第二玻璃层的多个流动通道；
其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测得的。
2.如权利要求1所述的玻璃制品，其中，所述第一玻璃层熔合到所述第二玻璃层的第一主表面，以及其中，玻璃层叠体基材还包括熔合到所述第二玻璃层的与所述第一主表面相反的第二主表面的第三玻璃层。
3.如权利要求1或2所述的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的长度大于10mm。
4.如权利要求3所述的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的长度大于20mm。
5.如任意前述权利要求所述的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的宽度大于1mm。
6.如权利要求5所述的玻璃制品，其中，每个流动通道的底板的宽度大于1.5mm。
7.如任意前述权利要求所述的玻璃制品，其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少90％具有小于100nm/mm2的局部平均表面平坦度。
8.如任意前述权利要求所述的玻璃制品，其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少95％具有小于100nm/mm2的局部平均表面平坦度。
9.如任意前述权利要求所述的玻璃制品，其中，所述第一玻璃层限定了所述多个流动通道中的每一个的侧壁，以及所述第二玻璃层限定了所述多个流动通道中的每一个的底板。
10.如任意前述权利要求所述的玻璃制品，其中，所述多个流动通道包括50个流动通道。
11.一种微流体装置，其包括：
如任意前述权利要求所述的玻璃制品；以及
粘结到玻璃制品且至少部分覆盖了流动通道的覆盖物。
12.如权利要求11所述的微流体装置，其中，所述微流体装置是用于DNA测序的流动单元。
13.一种制造玻璃制品的方法，该方法包括：
在玻璃基材的第一玻璃层的表面上沉积掩蔽层，所述玻璃基材包括所述第一玻璃层和熔合到所述第一玻璃层的第二玻璃层，从而表面的掩蔽区域被掩蔽层覆盖，以及表面的暴露区域没有被掩蔽层覆盖；
使得所述第一玻璃层的对应于表面的暴露区域的第一部分与第一蚀刻剂接触持续第一蚀刻时间从而使得玻璃层的所述第一部分被去除至在玻璃基材中至少部分形成多个流动通道；以及
使得所述多个流动通道与第二蚀刻剂接触持续第二蚀刻时间以使得所述多个流动通道中的每一个的底板平坦化；
其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测得的。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一玻璃层在所述第一蚀刻剂和所述第二蚀刻剂中的蚀刻速率高于所述第二玻璃层，使得所述第二玻璃层起到了蚀刻停止的作用来控制所述多个流动通道中的每一个的深度。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中，所述第一蚀刻剂和所述第二蚀刻剂中的至少一个包括水性氢氟酸。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一蚀刻剂包括处于第一浓度的水性氢氟酸，以及所述第二蚀刻剂包括处于小于所述第一浓度的第二浓度的水性氢氟酸。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一浓度是0.2重量％至20重量％HF。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一浓度是0.5重量％至10重量％HF。
19.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一浓度是1.5重量％至5重量％HF。
20.如权利要求16-19中任一项所述的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至5重量％HF。
21.如权利要求16-19中任一项所述的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至2重量％HF。
22.如权利要求16-19中任一项所述的方法，其中，所述第二浓度是0.1重量％至0.5重量％HF。
23.如权利要求13-22中任一项所述的方法，其中，所述玻璃制品具有：所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少90％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测得的。
24.如权利要求13-23中任一项所述的方法，其中，所述第一蚀刻时间小于或等于要蚀刻到等于所述第一玻璃层的厚度的深度的估算时间量。
25.一种制造微流体装置的方法，该方法包括：
在玻璃基材的第一玻璃层的表面上沉积粘结层，所述玻璃基材包括所述第一玻璃层和熔合到所述第一玻璃层的第二玻璃层，从而表面的掩蔽区域被粘结层覆盖，以及表面的暴露区域没有被粘结层覆盖；
使得所述第一玻璃层的对应于表面的暴露区域的第一部分与第一蚀刻剂接触持续第一蚀刻时间从而使得玻璃层的所述第一部分被去除至在玻璃基材中至少部分形成多个流动通道；
使得所述多个流动通道与第二蚀刻剂接触持续第二蚀刻时间以使得所述多个流动通道中的每一个的底板平坦化；以及
通过粘结层使得覆盖物与玻璃基材相粘结；
其中，所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少80％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测得的。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述第一玻璃层在所述第一蚀刻剂和所述第二蚀刻剂中的蚀刻速率高于所述第二玻璃层，使得所述第二玻璃层起到了蚀刻停止的作用来控制所述多个流动通道中的每一个的深度。
27.如权利要求25或26所述的方法，其中，所述第一蚀刻剂包括处于第一浓度的水性氢氟酸，以及所述第二蚀刻剂包括处于小于所述第一浓度的第二浓度的水性氢氟酸。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述第一浓度是0.2重量％至20重量％HF。
29.如权利要求27所述的方法，其中，所述第一浓度是0.5重量％至10重量％HF。
30.如权利要求27所述的方法，其中，所述第一浓度是1.5重量％至5重量％HF。
31.如权利要求27-30中任一项所述的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至5重量％HF。
32.如权利要求27-30中任一项所述的方法，其中，所述第二浓度是0.01重量％至2重量％HF。
33.如权利要求27-30中任一项所述的方法，其中，所述第二浓度是0.1重量％至1.0重量％HF。
34.如权利要求25-33中任一项所述的方法，其中，所述玻璃制品具有：所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少90％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测得的。
35.如权利要求25-34中任一项所述的方法，其中，所述玻璃制品具有：所述多个流动通道中的每一个的底板的总面积的至少95％具有小于100nm/mm2的局部表面平坦度，这是沿着所述多个流动通道中的每一个的底板的长度和宽度测得的。
36.如权利要求25-35中任一项所述的方法，其中，所述第一蚀刻时间小于或等于要蚀刻到等于所述第一玻璃层的厚度的深度的估算时间量。
37.如权利要求25-36中任一项所述的方法，其中，覆盖物与玻璃基材相粘结包括：
将覆盖物放置在粘结层上；以及
用电磁辐射照射粘结层，所述电磁辐射足以使得至少一部分的粘结层扩散进入到覆盖物和玻璃基材中，从而将覆盖物与玻璃基材相粘结。
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