微流控晶片製作方法詳解

2021-01-19 微流控科技

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微流控晶片組成結構

　　微流控晶片由片基（pmma;玻璃，pdms等材料）一由通道，進液口，檢測窗等結構構成。外圍設備有蠕動泵，微量注射泵，控溫，加速度，及紫外，光譜，螢光等檢測部件組成。可以將生物學實驗室的實驗過程濃縮到一個片基上，因此又稱為Lab-on-chip。片基的結構由具體實驗決定，設計和加工微流控晶片片基是做微流控實驗的基礎。附加在晶片結構上的電器設備是晶片實驗的必要組成部分，主要功能如驅動液路的流動，液路的流向，溫度調控，圖像採集和分析，反饋和自動控制等。

微流控晶片的製作

　　1、加工技術起源於微電子工業微機電加工技術，即集成電路晶片製作的光刻和蝕刻技術，微管道寬度和深度為微米級，比集成電路晶片的大，但加工精度要求則相

　　對較低。

　　2、基片材料應具有良好的電絕緣性、散熱性、光學性能可以修飾性，可產生電滲流，能固載生物大分子，對檢測信號幹擾小或無幹擾; 與晶片實驗室的工作介質之間要有良好的化學和生物相容性，不發生反應。基片材料從矽片發展到玻璃，石英，有機聚合物等。

　　3、微米尺寸結構，要求在製備過程中必須對環境進行嚴格認真的控制，包括空氣溼度，空氣溫度，空氣及製備過程中所使用的各種介質中的顆粒密度，要求在潔淨室內完成。

微流控晶片的基本加工

　　1、光刻和蝕刻技術，用光膠。掩膜、和紫外光進行微製造，由薄膜沉積，光刻和蝕刻三個工序組成。

　　2、光刻前首先要在基片表面覆蓋一層薄膜。然後在薄膜表面用甩膠機均勻地覆蓋上一沉光膠，將掩膜上微流控晶片設計圖案通過曝光成像的原理轉移到光膠層的工藝過程稱為光刻。

　　3、光刻的質量則取夫央於光抗蝕劑（有正負之分）和光刻掩膜版的質量。掩膜的基本功能是基片受到光束照射（如紫外線）時，在圖形區和非圖形區產生不同的光吸收和透過能力。

　　微流控晶片是當前微全分析系統發展的熱點領域。其產生的應用目的是實現微全分析系統的終極目標一一晶片實驗室，目前重點應用領域是生命科學領域。

　　微流控晶片材料的優缺點　

PDMS微流控晶片的優點及製作方法
　　PDMS的優點：

　　（1）PDMS因為彈性好，在脫模過程中，加工出來的PDMS微通道在保持模具完整無損的情況下，能夠輕鬆剝離出來，從而實現模具的重複利用。

　　（2）PDMS柔性好，易於吸附在其他材質的襯底之上，而且PDMS與相對粗糙的表面接觸非常緊密，經過處理後，與基底封接效果好，鍵合工藝簡

　　單，澆鑄法製備PDMS結構具有較高的成型質量。

　　（3）PDMS的電絕緣性也很好，因而被運用於各種主流毛細管電泳晶片的製作;PDMS對溫度等也很不敏感且具有化學惰性，與大部分待檢測液體都不會發生反應，因而具有很高的生物兼容性，滿足大量不同生物實驗的要求。

　　（4）迄今為止，以PDMS為主要加工製備材料的微流控晶片已被廣泛應用到醫學和生命科學等領域。

PDMS晶片的製作方法：

　　1、配膠：打開天平稱膠。A膠：B膠=10:1。A膠與B膠的比越大配出來的膠越軟。

　　2、勻膠：打開真空脫泡攪拌機，放入稱好的膠，抽真空將膠攪拌混合。

　　3、修飾：將處理好的矽片放入揮發缸中，滴1~2滴修飾劑（甲基氯矽烷）修飾約3min。

　　4、倒膠：錫紙鋪平於皿內，放入矽片模具，將矽片輕輕壓實後倒膠，務必使矽片上的膠無氣泡。

　　5、乾燥：85*C恆溫乾燥箱內乾燥約30min。

　　6、剝膠：稍冷卻後撕下錫紙，將固化後的PDMS與矽片分離，小心揭下PDMS，注意不要損壞矽片。

　　7、切割：用切割刀沿著晶片外框小心切割，注意切割整齊。

　　8、打孔：用打孔器打孔，注意打孔的位置、孔徑大小。

　　9、清理：清洗晶片。

　　10、鏡檢：用顯微鏡觀察晶片通道是否合格。


本文轉自：電子發燒友

 

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