[发明专利]一种微流控传感器芯片系统及其制备方法

说明书

一种微流控传感器芯片系统及其制备方法，包括依次键合叠加的衬底层、一或多层微流控芯片层、一或多层传感器芯片层以及传感器承载层，其中所述传感器芯片层与所述传感器承载层组合成为传感器层，每个传感器层分别对应于一层微流控芯片中的不同微流道或多层微流控芯片层中的不同层，以满足每一层微流控芯片或每一个微流道有对应的传感器层对其进行检测。本发明提供了一种高度集成、简单易操作、低成本、高灵敏度、微流道与传感器有效分离、可具柔性、可以批量生产的微流控传感器芯片系统及其制备方法。

技术领域

本发明涉及一种微流控传感器芯片系统及其制备方法。

背景技术

微流控芯片结合了生物和微电子加工等技术，将实验室中多种仪器的功能集成到几平方厘米(甚至更小)的芯片上处理，它有很多优点，例如：微型化、集成化、检测效率高、检测成本低等。目前微流控芯片已经应用于生物化学、医学检测、药物合成、药物筛选、环境监测等领域，有着广泛的发展空间和良好的应用前景。微流控系统是一个微型的操作平台，它可以集样品制备、预处理、分离、检测等手段于一体，大大降低了分析的复杂性和所耗时间。同时，由于其自身构造简单，原理清晰，因此很容易与电化学传感器联用。

微传感器是典型的多学科交叉的生长点，涉及到生命科学、物理、化学、信息科学等众多学科和技术。由于微型传感器具有操作简便、快速、准确、易于联机及重复使用等特点，在生命科学研究、医学生物工程临床诊断与分析、生物工艺过程检测与监控、环境质量检测、食品科学、化学化工过程分析及分析化学研究等许多方面都有广泛的应用前景。

专利文献CN103182334B(一种电化学微流控传感器的制备方法及其应用)将改进后的玻璃溶液直接涂到商业化标准印刷电极上。然后将预先设计好管道的PDMS芯片和涂有剥离的印刷电极仪器进行真空离子处理，将PDMS直接键合到商业化标准印刷电极上，从而构建了一种新型的微流控电化学传感器平台。该专利实现了将传感器集成到微流控芯片上，制作简单。但是，1)该装置没有将微流道层和传感器层分开，并不适合生物传感器，酶传感器会污染微流道内液体；2)该电极结构是印刷在玻璃上的，该微流控传感器系统不具备高度柔韧性的优点，并且未来不适合广泛应用于市场；3)由于电极结构是印刷在玻璃上的，所以该微流控传感器并不能实现两层及以上多层叠加，同时传感器的集成程度低。

专利文献CN101999071A是关于一种用于制造微流控传感器的方法，该方法包括提供多种材料，该多层材料配置为允许它们堆叠形成至少一个第一盖层、第一沟道、检测层，以及第二沟道层。在装配期间，衬底层的带段被夹在中间形成层叠物，以将各元件协同的贯穿于该层叠物的厚度对准。接着从该层叠物带上去除独立的传感器。一个组件化的步骤包括形成一个或多个元件用于沿带的轴向长度间隔地设置的连续传感器。一些元件包括图样化导电结构，该结构通过使用导电油墨和印刷方法优选地被印刷在衬底之上，有时将材料置于可行位置以贯穿于至少一个带的厚度而导电。该专利能够将微流道层和传感器层分开，但是，1)制备过程复杂，组装元件多；2)制备过程中采用多种材料，材料切换繁琐；3)根据其陈述该装置优选适合检测微流道内的微粒，对于生物、化学及药物检测和筛选有待考证。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种微流控传感器芯片系统及其制备方法,提供一种高度集成、可灵活满足个性化设计要求、简单易操作、低成本的微流控传感器芯片系统及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种微流控传感器芯片系统，包括依次键合叠加的衬底层、一或多层微流控芯片层、一或多层传感器芯片层以及传感器承载层，其中所述传感器芯片层与所述传感器承载层组合成为传感器层，每个传感器层分别对应于一层微流控芯片中的不同微流道或多层微流控芯片层中的不同层，以满足每一层微流控芯片或每一个微流道有对应的传感器层对其进行检测。

进一步地：