RU2773809C2 - Method for manufacture of microfluid biochips - Google Patents
Method for manufacture of microfluid biochips Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773809C2 RU2773809C2 RU2020107510A RU2020107510A RU2773809C2 RU 2773809 C2 RU2773809 C2 RU 2773809C2 RU 2020107510 A RU2020107510 A RU 2020107510A RU 2020107510 A RU2020107510 A RU 2020107510A RU 2773809 C2 RU2773809 C2 RU 2773809C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base plate
- protective
- biochip
- base
- microrelief
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 230000003595 spectral Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 17
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-propenoic acid methyl ester Chemical group COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Incidol Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible Effects 0.000 description 1
- 238000001499 laser induced fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления микрофлюидных биочипов. Наиболее простая и распространенная конструкция микрофлюидного биочипа представляет собой две герметично соединенные пластины: на базовой формируются микроканалы, реакторы, клапаны, электроды и другие функциональные элементы, другая пластина является защитной и обычно представляет собой оптически прозрачную стеклянную пластинку. Существует множество способов формирования микрорельефа на рабочей поверхности базовой пластины, которая может быть выполнена из различных материалов. Выбор материала и технологического маршрута формирования микрорельефа и его параметры в значительной степени определяется теми операциями, которые планируется осуществлять на чипе. Следует иметь в виду, что все технологии, связанные с активным воздействием на поверхность материала, такие как, например, лазерная микрообработка, кислотное травление, ионно-реактивное травление и т.п., приводят к изменению исходных свойств поверхности. Предметом заявляемого изобретения является способ изготовления микрорельефа на рабочей поверхности оптически прозрачной базовой пластины и соединения базовой и защитной пластин, обеспечивающий массовое производство биочипов и их совместное функционирование с трансдьюсерами флуоресцентного типа в широком спектральном диапазоне.The invention relates to the field of manufacturing microfluidic biochips. The simplest and most common design of a microfluidic biochip consists of two hermetically connected plates: microchannels, reactors, valves, electrodes and other functional elements are formed on the base plate, the other plate is protective and usually an optically transparent glass plate. There are many ways to form a microrelief on the working surface of the base plate, which can be made of various materials. The choice of material and technological route for forming a microrelief and its parameters are largely determined by the operations that are planned to be carried out on a chip. It should be borne in mind that all technologies associated with the active impact on the surface of a material, such as, for example, laser micromachining, acid etching, ion-reactive etching, etc., lead to a change in the initial properties of the surface. The subject of the claimed invention is a method for manufacturing a microrelief on the working surface of an optically transparent base plate and connecting the base and protective plates, which ensures the mass production of biochips and their joint operation with fluorescent-type transducers in a wide spectral range.
В качестве способа-аналога выбран способ изготовления микрофлюидного биочипа [описанный в статье В. Родченкова, И. Шахнович. Микрофлюидные чипы - конструктор для разработчика // Аналитика №3. 2007 (34). Р. 60-69], в котором материалом оптически прозрачной базовой пластины является стекло.As an analogue method, the method for manufacturing a microfluidic biochip [described in the article by V. Rodchenkov, I. Shakhnovich. Microfluidic chips - a constructor for a developer // Analytics No. 3. 2007(34). R. 60-69], in which the material of the optically transparent base plate is glass.
Способ-аналог изготовления микрофлюидного биочипа содержит следующие операции:The analogous method for manufacturing a microfluidic biochip contains the following operations:
1) формируют на рабочей поверхности заготовки стеклянной базовой пластины известными литографическими способами резистивную маску из резиста, стойкого к воздействию плавиковой кислоты (HF);1) forming on the working surface of the blank glass base plate by known lithographic methods a resistive mask of resist resistant to hydrofluoric acid (HF);
2) производят формирование каналов (углублений) на рабочей поверхности стеклянной базовой пластины посредством жидкостного травления стекла на определенную глубину плавиковой кислотой (HF) через резистивную маску;2) channels (recesses) are formed on the working surface of the glass base plate by liquid etching of glass to a certain depth with hydrofluoric acid (HF) through a resistive mask;
3) производят удаление остатков резистивной маски;3) remove the remnants of the resistive mask;
4) производят взаимную фиксацию посредством клея базовой и защитной пластин.4) make mutual fixation by means of glue of the base and protective plates.
На фиг. 1 схематично проиллюстрирован способ-аналог изготовления микрорельефа на рабочей поверхности стеклянной базовой пластины 1 биочипа, где на первом этапе на рабочей поверхности формируют резистивную маску 2, через которую на втором этапе производят жидкостное травление стекла на определенную глубину плавиковой кислотой.In FIG. 1 schematically illustrates a method analogous to making a microrelief on the working surface of the
Данный способ обеспечивает перенос на поверхность стекла топологии резистивной маски и получение рельефа заданной высоты, однако, имеет ряд недостатков, а именно:This method ensures the transfer of the resistive mask topology to the glass surface and obtaining a relief of a given height, however, it has a number of disadvantages, namely:
- при жидкостном травлении стекла через резистивную маску неизбежно возникает подтравливание под края резиста, что приводит к невертикальности стенок канала и к увеличению ширины канала в стекле по сравнению с шириной канала в резисте (см. Фиг. 1), а следствие этого (при формировании глубоких каналов особенно) является в том числе непроизводительный расход дорогих особочистых реагентов;- during liquid etching of glass through a resistive mask, etching under the edges of the resist inevitably occurs, which leads to non-vertical channel walls and an increase in the channel width in the glass compared to the channel width in the resist (see Fig. 1), and the consequence of this (when forming deep channels especially) is, among other things, an unproductive consumption of expensive high-purity reagents;
- кислотное травление стекла приводит к закреплению на травленной поверхности химических радикалов, изменяющих ее свойства, а это, в свою очередь, ведет к неконтролируемой иммобилизации (фиксации) биологических объектов в каналах биочипа и к дополнительному фоновому «свечению» материала биочипа в потоках зондирующего излучения при использовании флуоресцентных методов детектирования, что затрудняет анализ слабых полезных сигналов, идущих от исследуемых проб;- acid etching of glass leads to the fixation of chemical radicals on the etched surface that change its properties, and this, in turn, leads to uncontrolled immobilization (fixation) of biological objects in the channels of the biochip and to an additional background "glow" of the biochip material in the fluxes of probing radiation at the use of fluorescent detection methods, which makes it difficult to analyze weak useful signals coming from the samples under study;
- поскольку для формирование рельефа базовой пластины используются процессы фотолитографии и жидкостного травления плавиковой кислотой (HF), то это приводит к относительной дороговизне таких чипов.- since the processes of photolithography and liquid etching with hydrofluoric acid (HF) are used to form the relief of the base plate, this leads to the relative high cost of such chips.
Следует иметь в виду, что все вышесказанное об иммобилизации и флуоресценции в потоках зондирующего излучения также может относиться и к клею, которым производят фиксацию защитной и базовой пластин между собой и который имеет частичный контакт с анализируемым жидкостным или газожидкостным потоком, протекающим по каналам биочипа.It should be borne in mind that all of the above about immobilization and fluorescence in probing radiation fluxes can also apply to the adhesive used to fix the protective and base plates to each other and which has partial contact with the analyzed liquid or gas-liquid flow flowing through the channels of the biochip.
В качестве способа-прототипа выбран способ изготовления микрофлюидного биочипа [описанный в статье Пельтек С.Е., Горячковская Т.Н., Попик В.М. и др. Микрофлюидные системы в биологии и конструирование геносенсоров // Российские нанотехнологии. 2008. Т. 3, №9/10, С. 136-145], в котором материалом оптически прозрачной базовой пластины является промышленно выпускаемое листовое органическое стекло, состоящее из полиметилметакрилата (ПММА).As a prototype method, a method for manufacturing a microfluidic biochip was chosen [described in the article by Peltek S.E., Goryachkovskaya T.N., Popik V.M. Microfluidic systems in biology and design of genosensors // Russian Nanotechnologies. 2008. V. 3, No. 9/10, S. 136-145], in which the material of the optically transparent base plate is a commercially available sheet organic glass, consisting of polymethyl methacrylate (PMMA).
Способ-прототип содержит следующие операции:The prototype method contains the following operations:
1) проводят трафаретную рентгеновскую литографию, облучая рентгеновским излучением рабочую поверхность заготовки базовой пластины, выполненной из листового оргстекла, через рентгеношаблон, содержащий топологический рисунок в виде сети микроканалов;1) X-ray stencil lithography is carried out by irradiating the working surface of the workpiece of the base plate made of sheet plexiglass with X-ray radiation through an X-ray mask containing a topological pattern in the form of a network of microchannels;
2) производят последующее проявление заготовки базовой пластинки, в результате чего облученные участки полимера растворяются в проявителе на заданную глубину, образуя микрорельеф нужной конфигурации;2) subsequent development of the base plate preform is carried out, as a result of which the irradiated areas of the polymer dissolve in the developer to a predetermined depth, forming a microrelief of the desired configuration;
3) производят взаимную фиксацию посредством клея базовой и защитной пластин.3) make mutual fixation by means of glue of the base and protective plates.
На фиг. 2 схематично проиллюстрирован способ-прототип изготовления микрорельефа на рабочей поверхности оргстеклянной базовой пластины 3 биочипа, где на первом этапе (см. фиг. 2а) проводят трафаретную рентгеновскую литографию, экспонируя рентгеновским излучением 4 через рентгеношаблон 5, содержащий топологический рисунок в виде сети микроканалов, рабочую поверхность заготовки базовой пластины 3, а на следующем этапе производят ее проявление, в результате чего облученные участки полимера растворяются в проявителе на заданную глубину, образуя микрорельеф нужной конфигурации (см. фиг. 2б).In FIG. Figure 2 schematically illustrates the prototype method for making a microrelief on the working surface of the
Основными недостатками данного способа являются: 1) необходимость проведения экспонирования рентгеновским излучением каждого изготавливаемого чипа, что является сравнительно дорогой операцией и не позволяет на основе данного способа организовать массовое производство; 2) высокая шероховатость поверхности каналов, обусловленная неоднородностью травления полимера и являющаяся причиной существенного ухудшения условий для ламинарного протекания жидкости по каналам; 3) существенный уровень наличия в промышленно выпускаемом оргстекле различных химических добавок, применяемых, как для его полимеризации, так и для придания ему определенных свойств, а также активное химическое воздействие на поверхность материала проявителя (растворителя). Факторы, изложенные в последнем (третьем) пункте, приводят как к неконтролируемой иммобилизации (фиксации) биологических объектов анализируемых проб, так и к дополнительному фоновому «свечению» оргстекла в потоках зондирующего излучения, что затрудняет детектирование слабых полезных сигналов, исходящих от анализируемых проб при применении таких высокочувствительных методов детектирования, как, например, метод лазер-индуцируемой флуоресценции.The main disadvantages of this method are: 1) the need for X-ray exposure of each manufactured chip, which is a relatively expensive operation and does not allow mass production based on this method; 2) high roughness of the channel surface, due to the inhomogeneity of the etching of the polymer and which is the cause of a significant deterioration in the conditions for the laminar flow of liquid through the channels; 3) a significant level of presence in industrially produced plexiglass of various chemical additives used both for its polymerization and for imparting certain properties to it, as well as an active chemical effect on the surface of the developer (solvent) material. The factors described in the last (third) paragraph lead both to uncontrolled immobilization (fixation) of biological objects of the analyzed samples, and to an additional background "glow" of plexiglass in the probing radiation fluxes, which makes it difficult to detect weak useful signals emanating from the analyzed samples during application. such highly sensitive detection methods as, for example, the method of laser-induced fluorescence.
Решением вышеуказанных проблем может быть изменение технологии изготовления базовых пластин биочипов, например, путем их механической формовки или отливки из пластических масс, что не приводит к изменению свойств поверхности каналов биочипа.The solution to the above problems can be a change in the technology of manufacturing the base plates of biochips, for example, by mechanical molding or casting from plastics, which does not lead to a change in the properties of the surface of the channels of the biochip.
Известно, что промышленное производство оргстекла различных марок основано на полимеризации мономера ММА путем его перемешивания с различными химическими веществами, включающими как инициаторы полимеризации (например, перекись бензоила), так и другие добавки, существенно улучшающие определенные итоговые свойства производимого продукта, но при этом также значительно влияющие на его оптические характеристики и приводящие к флуоресцентному свечению, например, при УФ-облучении.It is known that the industrial production of plexiglass of various grades is based on the polymerization of the MMA monomer by mixing it with various chemicals, including both polymerization initiators (for example, benzoyl peroxide) and other additives that significantly improve certain final properties of the manufactured product, but also significantly affecting its optical characteristics and leading to a fluorescent glow, for example, under UV irradiation.
Целью предлагаемого способа изготовления микрофлюидных биочипов является исключение вышеуказанных проблем, связанных как с изменением свойств поверхности каналов при их формировании, так и с наличием различных примесей в составе клея, скрепляющего защитную и базовую пластины биочипа, и в составе органического полимера, из которого изготавливается оптически прозрачная базовая пластина, поскольку это приводит к нежелательным последствиям при работе биочипа в сочетании с трансдьюсерами флуоресцентного типа, а именно: к неконтролируемой иммобилизации и фоновой флуоресценции в видимом и УФ-диапазонах.The purpose of the proposed method for manufacturing microfluidic biochips is to eliminate the above problems associated both with a change in the properties of the channel surface during their formation, and with the presence of various impurities in the composition of the adhesive that fastens the protective and base plates of the biochip, and in the composition of the organic polymer from which the optically transparent base plate, since this leads to undesirable consequences when the biochip works in combination with fluorescent-type transducers, namely: to uncontrolled immobilization and background fluorescence in the visible and UV ranges.
Предлагаемая новая технология полимеризации оптически прозрачного оргстекла из жидкого промышленно выпускаемого мономера ММА обеспечивает его полимеризацию без внесения в него каких-либо добавок. Суть данной технологии заключается в том, что в специально изготовленную литьевую форму, дном которой является металлический вкладыш литьевой формы (далее по тексту штамп) или деталь с зафиксированным штампом, заливался промышленно выпускаемый мономер ММА, предварительно облученный электронами. Штамп содержит рельеф в виде негативного отображения рельефа изготавливаемой полимерной реплики (т.е. топология выступов поверхности вкладыша соответствуют топологии микроканалов, реакторов и прочих элементов отливаемой реплики). Затем литьевая форма нагревается до температуры полимеризации и выдерживается определенное время, что приводит к полимеризации ММА. Время выдержки подбирается экспериментально и зависит от температуры процесса полимеризации и от экспозиционной дозы, полученной мономером ММА при его облучении электронами, которая в свою очередь также может варьироваться в достаточно широких пределах.The proposed new technology for the polymerization of optically transparent plexiglass from a liquid industrially produced MMA monomer ensures its polymerization without adding any additives to it. The essence of this technology lies in the fact that a commercially produced MMA monomer, previously irradiated with electrons, was poured into a specially made injection mold, the bottom of which is a metal insert of the injection mold (hereinafter referred to as a stamp) or a part with a fixed stamp. The stamp contains a relief in the form of a negative display of the relief of the produced polymer replica (i.e., the topology of the protrusions of the liner surface corresponds to the topology of microchannels, reactors, and other elements of the cast replica). Then the injection mold is heated to the polymerization temperature and held for a certain time, which leads to the polymerization of MMA. The exposure time is selected experimentally and depends on the temperature of the polymerization process and on the exposure dose received by the MMA monomer during its irradiation with electrons, which, in turn, can also vary within fairly wide limits.
Полученное таким образом оргстекло существенно отличается по своим оптическим свойствам от известных марок непластифицированного оргстекла, например, марок СО-120 или ТОСН и характеризуется существенно большей прозрачностью в видимом и УФ спектральных диапазонах, что экспериментально подтверждено снятием спектров пропускания на спектрофотометре. Эти характеристики оргстекла позволяют использовать изготовленные из него биочипы в сочетании с трансдьюсерами флуоресцентного типа в существенно более широком спектральном диапазоне.The plexiglass obtained in this way differs significantly in its optical properties from the known brands of unplasticized plexiglass, for example, CO-120 or TOSN grades, and is characterized by significantly greater transparency in the visible and UV spectral ranges, which is experimentally confirmed by taking transmission spectra on a spectrophotometer. These characteristics of plexiglass make it possible to use biochips made from it in combination with fluorescent-type transducers in a much wider spectral range.
Поскольку коэффициенты линейного теплового расширения для полимеров, как правило, больше примерно на порядок (~10 раз), чем у металлов, то совместное охлаждение полимерной отливки и металлического штампа от температуры полимеризации до комнатной приводит к напряжениям на границах рельефа полимерной реплики, что может выразиться в необратимых изменениях ее рельефа (в сколах, вероятность которых существенно возрастает при увеличении габаритных размеров полимерной реплики), поэтому конструкция литьевой формы должна позволять проводить операцию разделения штампа и полимерной отливки при температуре полимеризации.Since the coefficients of linear thermal expansion for polymers, as a rule, are approximately an order of magnitude (~10 times) higher than for metals, then the joint cooling of the polymer casting and the metal stamp from the polymerization temperature to room temperature leads to stresses at the boundaries of the polymer replica relief, which can be expressed as in irreversible changes in its relief (in chips, the probability of which increases significantly with an increase in the overall dimensions of the polymer replica), so the design of the injection mold should allow the operation of separating the stamp and polymer casting at the polymerization temperature.
Фиксация защитной пластины к базовой производится посредством нанесения на защитную пластину методом центрифугирования тонкого слоя того же жидкого облученного электронами ММА с последующим созданием условий для его полимеризации непосредственно в прижатом состоянии базовой и защитной пластин. Такой способ приклейки исключает ранее указанные недостатки, связанные с наличием в клее нежелательных примесей, взаимодействующих как с анализируемой пробой, так и с излучением накачки трансдьюсера флуоресцентного типа. Для уменьшения потоков отраженного света и улучшения детектирования слабых полезных сигналов, идущих от анализируемых проб, стеклянная защитная пластина может содержать напыленные слои просветляющего покрытия именно в том спектральном диапазоне, на который ориентирована работа флуоресцентного трансдьюсера.The protective plate is fixed to the base plate by applying a thin layer of the same liquid MMA irradiated with electrons to the protective plate by centrifugation, followed by creating conditions for its polymerization directly in the pressed state of the base and protective plates. This method of gluing eliminates the previously mentioned disadvantages associated with the presence of undesirable impurities in the adhesive that interact both with the analyzed sample and with the pump radiation of the fluorescent-type transducer. To reduce the flux of reflected light and improve the detection of weak useful signals coming from the analyzed samples, the glass protective plate can contain sputtered layers of an antireflection coating exactly in the spectral range to which the operation of the fluorescent transducer is oriented.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ИСПОЛНЕНИЯEXAMPLE OF SPECIFIC PERFORMANCE
На фиг. 3 схематично проиллюстрирован предлагаемый способ изготовления рельефа базовой пластины биочипа. Корпус 6 литьевой формы герметично соединяют со штампом 7 (металлическим вкладышем, содержащим негативное отображение рельефа изготавливаемой полимерной реплики), выполняющим функцию дна данной формы. В литьевую форму наливают определенный объем предварительно облученного электронами, ускоренными до энергии Е=25 МэВ (стимулирующая доза составляет примерно D≈50 кГр ≈ 50 кДж/кг), мономера ММА. Литьевая форма прикрывается крышкой 8 с резиновым уплотнителем (не схеме не показан), устанавливается в фиксатор струбцинного типа и герметизируется, путем прижатия винтом. Затем вся эта сборка устанавливается в тепловой шкаф и выдерживается ~15 часов при температуре Т≈85°С, что приводит к полимеризации ММА. Литьевая форма содержит полость, соединенную с входом 9 для подачи сжатого воздуха. По истечении указанного времени, непосредственно в работающем тепловом шкафу производится выкручивание винта, прижимающего крышку, и подается сжатый воздух в полость литьевой формы между корпусом 6 и штампом 7 через вход 9, что приводит к отделению штампа 7 от отлитой из оргстекла базовой пластины 3.In FIG. 3 schematically illustrates the proposed method for manufacturing the relief of the base plate of the biochip. The body 6 of the injection mold is hermetically connected to the stamp 7 (a metal insert containing a negative image of the relief of the polymer replica being made), which acts as the bottom of this mold. A certain volume of MMA monomer previously irradiated by electrons accelerated to an energy of E=25 MeV (stimulating dose is approximately D≈50 kGy ≈ 50 kJ/kg) is poured into the injection mold. The injection mold is covered with a
Затем на стеклянную защитную пластину методом центрифугирования наносят слой толщиной ~10 мкм того же жидкого облученного электронами ММА. После чего к защитной пластине со стороны нанесенного слоя прикладывается изготовленная базовая пластина и они обе в прижатом состоянии с небольшим равномерно распределенным прижимающим грузом размещаются в тепловом шкафу на время ~2÷4 часа для полимеризации нанесенного слоя, герметично скрепляющего защитную и базовую пластины. Схема, приведенная на фиг. 4, иллюстрирует этот процесс: защитная стеклянная пластина 10 с нанесенным слоем облученного ММА (на схеме не показан) размещается внизу, базовая пластина 3 равномерно прижимается к защитной посредством прижимного груза 11 массой около 100 г.Then, a ~10 μm thick layer of the same liquid electron-irradiated MMA is deposited on the glass protective plate by centrifugation. After that, a manufactured base plate is applied to the protective plate from the side of the applied layer, and both of them in a pressed state with a small evenly distributed pressing load are placed in a heating cabinet for ~2÷4 hours to polymerize the applied layer, which hermetically fastens the protective and base plates. The scheme shown in Fig. 4 illustrates this process: a protective glass plate 10 with an applied layer of irradiated MMA (not shown in the diagram) is placed below, the
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020107510A RU2773809C2 (en) | 2020-02-18 | Method for manufacture of microfluid biochips |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020107510A RU2773809C2 (en) | 2020-02-18 | Method for manufacture of microfluid biochips |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020107510A RU2020107510A (en) | 2021-08-18 |
| RU2020107510A3 RU2020107510A3 (en) | 2021-08-18 |
| RU2773809C2 true RU2773809C2 (en) | 2022-06-09 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6887384B1 (en) * | 2001-09-21 | 2005-05-03 | The Regents Of The University Of California | Monolithic microfluidic concentrators and mixers |
| US7933012B2 (en) * | 2005-08-11 | 2011-04-26 | Ab Sciex Llc | Microfluidic chip apparatuses, systems and methods having fluidic and fiber optic interconnections |
| WO2011051718A2 (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-05 | Ffei Limited | Micro-channel structure method and apparatus |
| RU2637984C2 (en) * | 2012-11-02 | 2017-12-08 | Роллинг Оптикс Аб | Method of manufacture of microobjects of printed production and device for continuous manufacture of such products |
| RU2675998C1 (en) * | 2018-02-02 | 2018-12-25 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "БиоКлиникум" | Microfluid chip for cultivation and/or research of cells and workpiece of microfluid chip |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6887384B1 (en) * | 2001-09-21 | 2005-05-03 | The Regents Of The University Of California | Monolithic microfluidic concentrators and mixers |
| US7933012B2 (en) * | 2005-08-11 | 2011-04-26 | Ab Sciex Llc | Microfluidic chip apparatuses, systems and methods having fluidic and fiber optic interconnections |
| WO2011051718A2 (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-05 | Ffei Limited | Micro-channel structure method and apparatus |
| RU2637984C2 (en) * | 2012-11-02 | 2017-12-08 | Роллинг Оптикс Аб | Method of manufacture of microobjects of printed production and device for continuous manufacture of such products |
| RU2675998C1 (en) * | 2018-02-02 | 2018-12-25 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "БиоКлиникум" | Microfluid chip for cultivation and/or research of cells and workpiece of microfluid chip |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Gentselev, A.N., Dul’tsev, F.N., Kondrat’ev, V.I. et al. Formation of Thick High-Aspect-Ratio Resistive Masks by the Contact Photolithography Method // Optoelectron Instrument.Proc. 54, 2018, p. 127-134. Elsner C. et al, Phase separation micromoulding and photopatterning based on radiation induced free radical polymerisation of acrylates for the microfabrication of porous monolithic structures // J. Mater. Chem. C, 2013, 1, p. 1392-1398. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dendukuri et al. | Modeling of oxygen-inhibited free radical photopolymerization in a PDMS microfluidic device | |
| EP1397211B1 (en) | Method of manufacturing a microfluidic structure, in particular a biochip, and structure obtained by said method | |
| EP2059848B1 (en) | Method for forming a sealed cell structure | |
| US8557941B2 (en) | Photo or electron beam curable compositions | |
| CN102166537B (en) | Hydrophilic, multifunctional and integrated miniflow control chip easy to optical detection, manufacture method thereof and use thereof | |
| KR101716302B1 (en) | Manufacturing method of biochemical reactors | |
| JP2007078620A (en) | Manufacturing method of micro-channel array made of resin, and blood measuring method using the same | |
| CN104198434B (en) | A kind of preparation method and applications of normal transmission type local plasmon resonance index sensor | |
| JPWO2003028970A1 (en) | Manufacturing method of resin molded products | |
| RU2773809C2 (en) | Method for manufacture of microfluid biochips | |
| WO2018105608A1 (en) | Particle capture device | |
| WO2001043938A1 (en) | Microreaction systems and molding methods | |
| US20040145805A1 (en) | Unitary device with internal microscopic counting grid used for analysis of microscopic particles contained in liquid | |
| RU2631526C2 (en) | Method of manufacturing microcarriers | |
| WO2016033434A1 (en) | Epoxy mold making and micromilling for microfluidics | |
| Morgan | Microfabricated devices for confocal microscopy on biological samples | |
| Suriano et al. | Fabrication of Sealed µ‐Channels Through a Fast and Reliable Photopolymerization Process | |
| US9559482B2 (en) | Full polymer microresonators | |
| Gentselev et al. | Method for the Fabrication of Biochips | |
| JP5176032B2 (en) | Microwell array chip | |
| Cates | Influence of crosslink density on swelling and conformation of surface-constrained Poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels | |
| CN116212986A (en) | Fluorescence detection micro-fluidic chip, preparation method thereof and fluorescence detection system | |
| Siudzińska et al. | Fluorescent sensing with Fresnel microlenses for optofluidic systems | |
| WO2001044875A2 (en) | Micromolds fabricated using mems technology and methods of use therefor | |
| US20100173131A1 (en) | Phase-separated composite for microfluidic applications |