[发明专利]一种聚甲基丙烯酸甲酯材料微流控芯片加工技术方法

权利要求书

1.一种聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，缩写PMMA)材料微流控芯片快速、低成本加工技术。其特征为采用一定厚度、大小按设计要求切割好的两块PMMA平板为微流控芯片加工的基本材料，厚度约1～30mm、面积1～4000cm²大小。其中较厚的一块为微流控芯片主板块，用来刻蚀微流控芯片的微通道和反应单元等；另一块较薄的为作雕刻好的微流控芯片主板块密封盖板用。所用PMMA材料平板，表面平整，无弯曲、凸凹。

2.用普通激光雕刻机联机电脑，将设计好的微流控芯片通道和反应单元，在权利要求书1中所述的微流控芯片主板块表面，直接进行刻蚀打印，打印后细节部位可用多功能微型机床与手工微刻刀进一步完善、修饰。特征是用普通激光(功率＞1W)雕刻机在芯片基本材料上直接打印的方法，加工微流控芯片上的微通道和反应单元。多功能微型机床与手工微刻刀的精度要求0.1mm以上，控制激光头打印速度在1～300mm/分钟。

3.将权利要求书2中所述的加工好微通道和反应单元的微流控芯片主板块与盖板，上下重合，叠加放置在热合设备内，进行热合密封。特征是将权利要求书2中所述的微流控芯片主板块与盖板热合：先将微流控芯片主板块与盖板在热合设备内进行等速(＜1℃/分钟)升温，加热到PMMA材料维卡软化点(Vicat softening temperature，简称VST)附近，加压，继续升到合适的温度(约170℃)，控制升温速度在0.01～1℃/分钟范围。取出冷却到自然温度，热合温度控制在100℃～300℃范围，热合压力在100～200kPa范围，热合升温时间在15～600分钟范围。

4.对权利要求书3所述的微流控芯片检测需要布设的电极金属和电路部分，用热源(如电烙铁等)接触的方式加热到一定温度，排除微流控芯片受热半熔软化的部分，移除热源后，迅速冷却，致使电极和金属电路嵌入微流控芯片体，固定。特征是不需要额外的固定配件，利用金属电极和线路的良好导热性，金属元件自身熔融微流控芯片材料，软化后嵌入芯片体，再冷却，从而起固定金属电极和线路的作用，并可以使其在微流控芯片表面上达到非常贴近微通道，却不接触的效果。

5.在权利要求书4所述的固定了金属电极和线路的微流控芯片的一侧设置固定接触电极，特征是在微流控芯片的一侧安置若干半圆帽螺钉或嵌入接触弹片，将微流控芯片表面需要布设的与外部设备连接的金属导线固定在上面，依靠接触式(非连线)与外接设备连通，完成微流控芯片上的电路部分与外接设备之间的电信号传输。

6.为权利要求书中5所述的微流控芯片设计固定卡座。其特征是固定卡座的一端开口、上侧敞开，起固定微流控芯片、设置接触式电极的作用，或者也可以用来方便地固定其它生物实验多孔板。固定卡座的内部尺寸与权利要求书5所述微流控芯片外部尺寸一致，微流控芯片可以从开口一端平置插入、取出；在微流控芯片固定卡座与微流控芯片设有电极一端对应的位置，也安置若干个半圆帽螺钉或嵌入接触弹片，螺钉帽或弹片方向朝内，正好与微流控芯片上的半圆帽螺钉或嵌入接触弹片可以接触上；在螺钉或弹片朝外一端连接金属引线，与外部设备相连。