[发明专利]一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片，其特征在于，所述的微流控芯片（5）包括输入单元（501）、准直单元（502）、聚焦单元（503）和耦合单元（504）；

所述的输入单元（501）由多个平行的沟槽单元组成，所述的沟槽单元由沟槽结构和插入沟槽结构内的多模光纤组成；所述的准直单元（502）由与沟槽单元数量相同且位置一一对应的多个准直透镜组成；所述的沟槽单元与准直透镜在一条水平线上；所述的聚焦单元（503）由排列成凸透镜状的待测贴壁细胞溶液构成，用于聚焦从准直透镜出射的平行光；所述的耦合单元（504）由一个沟槽单元组成，所述的输入单元（501）、准直单元（502）、聚焦单元（503）和耦合单元（504）依次排列。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片，其特征在于，所述的沟槽结构由硅片上刻蚀的沟槽和在PDMS上倒模形成的沟槽键合而成；所述的准直透镜为倒模在PDMS 上形成的准直透镜。

3.根据权利要求2所述的一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片，其特征在于，所述的硅片上刻蚀的沟槽是采用干法刻蚀形成的，所述的倒模在 PDMS 上的沟槽是在PDMS 上采用光刻工艺形成的。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片，其特征在于，所述的硅片上刻蚀的沟槽和倒模在 PDMS 上形成的沟槽相键合形成中空的筒状结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片，其特征在于，所述的聚焦单元（503）包括两个相平行的聚焦单元（503）。

6.一种用于制备如权利要求1所述的检测贴壁细胞浓度的微流控芯片的方法，其特征在于，包括分别制备输入单元（501）、准直单元（502）、聚焦单元（503）和耦合单元（504）；

其中，输入单元（501）和耦合单元（504）中的沟槽结构由硅片上刻蚀的沟槽和倒模在PDMS 上的沟槽键合而成；

硅片上的刻蚀沟槽采用干法刻蚀工艺完成，包括以下步骤：

1）选取硅片作为材料，并对硅片进行清洗、烘干、HDMS增粘处理；

2）在硅片上旋涂光刻胶作为保护层，然后将刻有沟槽结构图案的掩膜板置于硅片上；

3）对固定好的硅片进行紫外曝光；

4）曝光结束后，对硅片上的光刻胶进行显影操作；

5）对硅片进行干法刻蚀处理，清洗形成微流控芯片所需的硅片结构；

倒模在PDMS 上的沟槽采用标准光刻工艺完成，包括以下步骤：

1）选取硅片作为材料，并对硅片进行清洗、烘干；

2）在硅片上旋涂光刻胶，然后将刻沟槽图案的掩膜板置于硅片上固定；

3）对固定好的硅片进行曝光；

4）曝光结束后，对硅片上的光刻胶进行显影；

5）将液体状的 PDMS 浇筑到经过显影后的硅片上，进行倒模；

所述的准直单元（502）的准直透镜采用上述标准光刻工艺倒模在PDMS 上；

将待测贴壁细胞溶液静置于底面为凸透镜形状的模具，贴壁细胞均匀贴附在模具底面，形成凸透镜形状，之后移除模具，形成以贴壁细胞构成的聚焦单元（503）；

将尺寸相同的多模光纤插入沟槽结构中形成沟槽单元，将多个沟槽单元平行固定形成输入单元（501），在每个沟槽单元所在的水平位置对应设置一个倒模在PDMS上的准直透镜，多个直透镜形成准直单元（502），在准直单元（502）之后设置聚焦单元（503），聚焦单元（503）之后固定由一个沟槽单元构成的耦合单元（504）。

7.根据权利要求6所述的一种用于制备检测贴壁细胞浓度微流控芯片的方法，其特征在于，用氧等离子清洗机分别处理硅片结构和倒模后的 PDMS 表面改变亲水性。

8.根据权利要求6所述的一种用于制备检测贴壁细胞浓度微流控芯片的方法，其特征在于，在键合机作用下进行对准键合形成沟槽结构。