CN114653409A - 一种微流控芯片上滤膜的装配方法 - Google Patents

一种微流控芯片上滤膜的装配方法 Download PDF

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冯橙宇
宋江洪
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Abstract

本发明涉及一种微流控芯片上滤膜的装配方法。该方法将滤膜固定在微流控芯片的微小流道中。可以不采用外框，将滤膜直接固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上；也可以将滤膜放置在两层外框之间进行键合封装，将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中。其中采用外框的方式可以将含有滤膜的外框插入滤膜插槽，使用粘黏剂填封滤膜插槽或者采用过盈配合、激光热熔键合等方式固定外框，也可以采用表面亲水性强的外框材料直接将外框粘贴在微小流道的侧壁面上。本发明能够方便地、低成本地将滤膜固定在微流控芯片内，装配过程不影响滤膜功能，且装配后的滤膜具有足够的粘接强度。

Description

一种微流控芯片上滤膜的装配方法
技术领域
本发明涉及医疗器械及生化检测领域，具体为一种在微流控芯片上装配滤膜的方法。
背景技术
目前，离心式微流控芯片常应用于POCT领域，无需专业技术人员操作就能方便快捷的输出检测结果。离心式微流控芯片能够完成样本的前处理、混匀、精确的体积定量和检测等操作。将样品过滤工艺集成在微流控芯片上成为近年来微流控芯片功能的一大需求。
微孔滤膜最为一种成熟的商品，广泛应用在过滤工艺中。由于离心式微流控芯片的设计需求，需要将微孔滤膜装配在流道的侧壁上。然而，基于微孔滤膜本身的特性，使用液体粘黏剂往往会影响滤膜功能，对于一些疏水性的滤膜，固体粘黏剂则不能形成足够的粘接强度。因此，目前还没有一种方便、低成本的工艺能够达到这一要求。
发明内容
本发明提供一种微流控芯片上滤膜的装配方法，能够方便地、低成本地将滤膜固定在微流控芯片内。
本发明的一种微流控芯片上滤膜的装配方法，将滤膜固定在微流控芯片的微小流道中。
进一步地，所述将滤膜固定在微流控芯片的微小流道中，是将滤膜固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
进一步地，采用以下任意一种方式将滤膜固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上：
1)使用加热框将滤膜边缘热封固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上；
2)在微小流道的含有通孔的侧壁面加工导能筋，使用超声键合将滤膜固定在侧壁面上；
3)直接使用粘黏剂将滤膜固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
进一步地，所述将滤膜固定在微流控芯片的微小流道中，包括以下步骤：
将滤膜放置在两层外框之间进行键合封装；
将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中。
进一步地，外框的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(COC)、环烯烃聚合物(COP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其他热塑型材料。
进一步地，外框的键合方式为热压键合、激光键合、超声键合、或粘黏剂键合等。
进一步地，所述将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中，包括：
将含有滤膜的外框插入微小流道上预先加工的滤膜插槽内；
使用粘黏剂填封滤膜插槽，在毛细力作用下，粘黏剂在外框边缘与滤膜插槽间的缝隙流动而不会污染滤膜。
进一步地，所述将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中，包括：
将含有滤膜的外框装配在微小流道上预先加工的滤膜插槽内，外框装配在滤膜插槽的方式为过盈配合或激光热熔键合。
进一步地，所述将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中，包括：
采用表面亲水性强的外框材料，直接使用粘黏剂将含有滤膜的外框粘贴在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
进一步地，所述侧壁面与芯片底面的夹角范围为30-150°。
本发明的有益效果是：
本发明能够方便地、低成本地将滤膜固定在微流控芯片内，装配过程不影响滤膜功能，且装配后的滤膜具有足够的粘接强度。对于低粘附力的滤膜也能适用。本发明既适用于离心式微流控芯片，也可以应用于其他种类的微流控芯片中。
附图说明
图1是滤膜外框装配示意图。
图2是滤膜外框装配在微流控芯片滤膜插槽示意图。
图3是滤膜插槽的示意图。
图4是使用粘黏剂将滤膜外框粘贴在与芯片底面夹角为120°的微小流道侧壁面的示意图。
图5是微小流道的侧壁面示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图，对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
图1是本实施例的滤膜外框装配示意图，将2片切割加工后的COC(环烯烃共聚物)薄膜作为外框上下包裹住滤膜，放入热压机以70～80℃温度，2～20N压力热压5分钟，形成一块完整的含有滤膜的外框。
图2是将滤膜外框装配在微流控芯片滤膜插槽的示意图。微流控芯片上设有流道1和流道2，流道1和流道2之间设有通孔，通孔处预留放置滤膜的凹槽，即滤膜插槽。滤膜插槽如图3所示。将外框插入滤膜插槽后使用适量低粘稠度粘黏剂灌入滤膜插槽。由于外框与滤膜插槽的缝隙小于滤膜与滤膜插槽的缝隙，在毛细力的作用下粘黏剂会限制在外框与滤膜插槽的缝隙中而不会污染滤膜。
实施例2：
首先装配滤膜外框和滤膜，如图1所示。本实施例将两块带通孔的软质垫如硅胶、橡胶，代替COC薄膜作为滤膜外框，与滤膜装配后，插入滤膜插槽中，滤膜插槽的间隙小于滤膜外框厚度，通过过盈配合将滤膜密封在滤膜插槽中。
实施例3：
首先装配滤膜外框和滤膜，如图1所示。然后，如图4所示，使用粘黏剂将滤膜外框粘贴在流道的侧壁面上，流道的侧壁面与微流控芯片底面的夹角范围优选为30-150°，图4中示意了120°的情况。图5进一步示意了流道的侧壁面。一些亲水性较好的材质作为滤膜外框时，通过直接使用粘黏剂将外框粘贴在流道的侧壁面上，可以不加工微流控芯片上的滤膜插槽，从而降低加工成本。
除上述实施例外，本发明还可以不采用外框，而是将滤膜直接固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上。比如可以采用以下任意一种方式将滤膜直接固定在微小流道的侧壁面上：
1)使用加热框将滤膜边缘热封固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
2)在微小流道的含有通孔的侧壁面加工导能筋，使用超声键合将滤膜固定在侧壁面上；其中导能筋用于提高键合效果。
3)直接使用粘黏剂将滤膜固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
以上公开的本发明的具体实施例，其目的在于帮助理解本发明的内容并据以实施，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。本发明不应局限于本说明书的实施例所公开的内容，本发明的保护范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种微流控芯片上滤膜的装配方法，其特征在于，将滤膜固定在微流控芯片的微小流道中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将滤膜固定在微流控芯片的微小流道中，是将滤膜固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用以下任意一种方式将滤膜固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上：
1)使用加热框将滤膜边缘热封固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上；
2)在微小流道的含有通孔的侧壁面加工导能筋，使用超声键合将滤膜固定在侧壁面上；
3)直接使用粘黏剂将滤膜固定在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将滤膜固定在微流控芯片的微小流道中，包括以下步骤：
将滤膜放置在两层外框之间进行键合封装；
将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，外框的材质为PMMA、COC、COP、PS、PC、PET或其他热塑型材料。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，外框的键合方式为热压键合、激光键合、超声键合、或粘黏剂键合。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中，包括：
将含有滤膜的外框插入微小流道上预先加工的滤膜插槽内；
使用粘黏剂填封滤膜插槽，在毛细力作用下，粘黏剂在外框边缘与滤膜插槽间的缝隙流动而不会污染滤膜。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中，包括：
将含有滤膜的外框装配在微小流道上预先加工的滤膜插槽内，外框装配在滤膜插槽的方式为过盈配合或激光热熔键合。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将含有滤膜的外框固定在微流控芯片的微小流道中，包括：
采用表面亲水性强的外框材料，直接使用粘黏剂将含有滤膜的外框粘贴在微小流道的含有通孔的侧壁面上。
10.如权利要求2、3或9所述的方法，其特征在于，所述侧壁面与芯片底面的夹角范围为30-150°。
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