[发明专利]一种集成温度控制PCR-CE微流控芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种集成温度控制PCR-CE微流控芯片，其特征在于，该芯片采用上下双层设计，上层为PDMS盖片，下层为铂电极基板，上下两层封装成整体芯片；

所述芯片具体包括：注入口，储液池，混合通道，PCR反应腔，CE分离通道，加热电极，温度传感电极以及CE电极；其中注入口、储液池、混合通道、PCR反应腔和CE分离通道在上层PDMS盖片上实现；加热电极、温度传感电极和CE电极在下层铂电极基板上实现；所述混合通道由相通的流体通道、交叉的十字通道、波浪型混合通道三部分组成，所述芯片的外部管道与三个注入口键合连接，其中两个注入口进液后分别与储液池相接，另一个注入口的样本与所述储液池储存的溶液分别经过各自的流体通道流经交叉十字通道时混合在一起，最后经过波浪型混合通道充分混合均匀，混合完成后进入到PCR反应腔；在PCR反应腔的下部为铂电极基板上的加热电极与温度传感电极，分别对PCR反应进行温度控制与实时温度检测，PCR反应完成后进入CE分离通道，在CE分离通道处有缓冲液储液池、废液池和CE储液池三个液体储存室，其中在缓冲液储液池与废液池的下部为CE电极，该电极与外界高压电源相连接，在CE分离通道的两端分别由插入光纤通道的光纤从外界引入激发电源，并将激发的荧光信号引到外界进行荧光检测；在CE分离通道的尽头连接CE储液池，在该储液池中得到最后的目的产品。

2.根据权利要求1所述的集成温度控制PCR-CE微流控芯片，其特征在于，所述的混合通道中的流体通道存在毛细管阀，与注入口相连的所述储液池中的液体用注射泵按照相同的速度从两端泵入交叉的十字通道，所述混合通道中的流体通道有毛细管阀阻流，两相流会相遇后共同流入波浪型混合通道混合，波浪型混合通道通过二次流加强对流，提高混合效率。

3.根据权利要求1所述的集成温度控制PCR-CE微流控芯片，其特征在于，所述PCR反应腔是菱形-矩形反应腔结构，该PCR反应腔与所述波浪型混合通道的容积相同。

4.根据权利要求1所述的集成温度控制PCR-CE微流控芯片，其特征在于，所述CE分离通道为方便进样与分离的十字结构，样品交叉部分有岔开，整体形成双T型结构，在进样过程中通过加载偏压，压缩样品以减小样品带宽宽度，同时在分离过程中，通过对该通道进样口两端施加电压，将该通道进样口管道内的样品清空。

5.根据权利要求1所述的集成温度控制PCR-CE微流控芯片，其特征在于，所述光纤通道，其中光纤将会使外部激发光源信号从其中一根光纤引入照射到CE分离通道中激发荧光，另一端对准CE分离通道相同位置的光纤会将激发的荧光传递到外部设备进行信号的收集与处理。

6.根据权利要求1所述的集成温度控制PCR-CE微流控芯片，其特征在于，所述加热电极，温度传感电极以及CE电极分布在铂电极基板上，加热电极为蛇形，集中在PCR反应腔下面分布，中央比两端稀疏；在PCR反应腔正中心下方对应位置有温度传感电极，用于检测PCR反应腔中的温度变化并将信号输出到外部控制系统进行温度反馈调节；加热电极与温度传感电极都用电极引脚与外部设备相连。

7.一种权利要求1所述的集成温度控制PCR-CE微流控芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一，上层PDMS盖片是采用微加工技术在基片上加工出凸起阳膜，然后在模具中使用聚合物材料对微通道图形进行复制，将复制材料剥离后可以得到具有通道形状的盖片；

步骤二，下层的铂电极基板的加工过程为：首先在清洁的玻璃基底上溅射铂金属层，然后在金属层上甩正胶、光刻、显影图形化，在溅射刻蚀机中以等离子体轰击基片表面，光刻胶未覆盖住部分的金属将被刻蚀掉，露出基底玻璃面；最终将光刻胶用丙酮酒精去除光刻胶即可露出图形化的铂电极；

步骤三，待PDMS盖片与铂电极基片制作完成后，在铂电极基板上甩一层PDMS层，在烘箱里烘到PDMS成为半固态时取出，然后利用等离子体去胶机对PDMS盖片和刚刚拿出的铂电极基板去胶，改变表面的化学特性；

步骤四，最后将PDMS盖片与铂电极基片封装起来。