[发明专利]多功能集成离心式微流控芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于血液检测的多功能集成离心式微流控芯片，特别是一种适用于生物检测中对微量液体操作和检测的芯片。

背景技术

目前，微流控芯片是当前微全分析系统发展的热点领域，是微流控技术实现的主要平台。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(微通道、微阀、反应腔和其它功能部件)尺寸在微米量级。由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能，因此发展出独特的分析性能。其产生的应用目的是实现微全分析系统的终极目标——芯片实验室。目前，微流控芯片发展的重点应用领域是生命科学领域。微流控芯片技术与传统的仪器检测方法相比具有高通量、微型化、自动化、成本低、防污染等优点。微流控芯片分为主动式和被动式两种。被动式芯片主要是由高密度分子微阵列构成，包括DNA芯片、肽芯片等，已在基因结构与功能研究中得到应用，也是目前最普遍的生物芯片。但这类芯片存在操作复杂、探针合成工作量大、成本高昂、单块芯片功能较单一等缺点。而主动式芯片则是以各种结构微阵列为基础，在芯片的构建和应用中引入了外力场的作用，从而使细胞分离、化学反应等过程及生物信息的检测与分析自动在片上高效、快速地进行。与前者相比，主动式芯片在结构和功能上比较独特，能够实现芯片实验室、过程集成的功能，其发展和研究引人注目。在芯片上引入了外力场的作用的方法之一是采用微泵为液体流动提供驱动源，但微泵存在芯片上集成困难的缺点。而在离心式微流控芯片上，离心力可以实现微流动的驱动，从而有效地避免了微泵集成带来的困难。微流控芯片要求实现各微流控单元(微通道、微阀和液体储存腔)和对应功能的集成。目前的微流控芯片多存在功能非常有限，集成度低的问题；并且结构复杂，导致加工工艺复杂，工艺兼容性差，使得微流控芯片集成的难度增大。

发明内容

本发明为解决现有微流控芯片存在功能单一、集成度低，并且结构复杂，导致加工过程复杂，兼容性差的问题，提供一种多功能集成离心式微流控芯片及其制作方法。

多功能集成离心式微流控芯片，由PDMS基片和硬质聚合物PC片构成，所述硬质聚合物PC片贴置在PDMS基片表面，所述PDMS基片上的凹槽结构包括进样口、分离腔、第一微阀、第一微通道、第二微通道、第一通气孔、废液腔、第二通气孔、第二微阀、第三微阀、第四微阀、第三通气孔、试剂进样口、试剂定量腔、第三微通道、第五微阀、第四微通道、第四通气孔、试剂废液腔、微混合器、第六通气孔、混合腔和圆孔；

所述进样口与分离腔的连通处设置第一微阀，所述分离腔的两侧分别与第一微通道的一端和第二微通道的一端连通，第一通气孔与第二微通道设置在分离腔的同一侧；

所述第一微通道的另一端与废液腔连通，所述废液腔上设置第二通气孔；

所述第二微通道的侧边与第三微通道的一端连通，在连通处设置第二微阀；所述第二微通道的另一侧边设置第四微阀，所述第四微阀上设置第三通气孔；所述第二微通道的一端与微混合器的一端连通，在连通处设置第三微阀；

所述第三微通道的另一端与试剂定量腔的出口端连通，第三微通道的侧边与第四微通道的一端连通，在连通处设置第五微阀，所述第四微通道上设置第四通气孔；所述试剂定量腔的入口端与试剂进样口连通，试剂定量腔的溢出端与试剂废液腔连通；

所述微混合器的另一端与混合腔入口端连通，所述混合腔设置的第六通气孔的位置与混合腔的入口端对应，所述混合腔的中央位置与硬质聚合物PC片上设置的圆孔对准；圆孔上连接微泵，微泵内设置光纤消逝波传感器；所述微混合器由锥度方向相反的主微通道和辅微通道层叠而成；

所述分离腔、试剂定量腔、废液腔、试剂定量腔、试剂废液腔、第一微阀、第一微通道和第三微通道的深度相同且小于第四微通道的深度，所述分离腔、试剂定量腔、废液腔、试剂定量腔、试剂废液腔、第一微阀、第一微通道和第三微通道的深度大于第二微通道的深度。

多功能集成离心式微流控芯片的制作方法，该方法由以下步骤实现：