[发明专利]微型毛细管电泳芯片及其制备方法

说明书

本发明提供一种微型毛细管电泳芯片包括第一层结构，在第一层结构下表面布置至少一组微金属电极，并且贯穿第一层结构开设至少一个进液孔和一个出液孔；第二层结构，在第二层结构上表面刻蚀微通道，以及储液腔、缓冲液腔和、第一废液腔和第二废液腔；第三层结构，所述第三层结构为CMOS检测电路层，所述CMOS检测电路的上表面为硅芯片；所述第一层结构与第二层结构键合，使所述进液孔与所述储液腔或缓冲液腔对齐，所述出液孔与所述第一废液腔或第二废液腔对齐，所述第二层结构与所述CMOS检测电路的上表面的硅芯片键合。本发明芯片结构高度集成化，简化传统的电泳芯片检测装置，减少检测成本，实现快速片上检测。

技术领域

本发明涉及电泳芯片技术领域，特别涉及微型毛细管电泳芯片及其制备方法。

背景技术

近年来，微流控芯片技术以其集成度高、材料耗费少、检测速度快、成本低等优势得到了人们的广泛关注。在实验室领域，目前微流控芯片技术已经在很多生物医学领域的运用中较为成熟，例如DNA提取与检测、细胞分离、药物分析等。

但目前制约微流控芯片向着产业化发展的主要难点在于微流控芯片的封装技术以及检测技术。对于微流控芯片的封装，尽管各种不同功能的微流控芯片其封装方法可能不相同，但是对于特定的芯片，其封装方法往往是一样的。而对于微流控芯片的检测技术，目前大多数成熟的微流控芯片其信号处理电路以及试剂检测装置都是外设的，例如比较常见的荧光检测技术，往往需要配合荧光显微镜才能进行检测。同样，化学发光检测作为另一种比较普遍的检测技术，同样需要配备化学发光分析仪才能够使用。而大多数光学设备的成本很高，动辄上万甚至是百万，这就限制了微流控芯片在家用以及小型医院和诊所的普及。

因此，为了解决现有技术中出现的上述问题，需要一种微型毛细管电泳芯片及其制备方法。

发明内容

本发明的一个方面在于一种微型毛细管电泳芯片，所述电泳芯片包括：

第一层结构，在第一层结构下表面布置至少一组微金属电极，并且贯穿第一层结构开设至少一个进液孔和一个出液孔；

第二层结构，在第二层结构上表面刻蚀微通道，以及储液腔、缓冲液腔和、第一废液腔和第二废液腔；

第三层结构，所述第三层结构为CMOS检测电路层，所述CMOS检测电路的上表面为硅芯片；

所述第一层结构与第二层结构键合，使所述进液孔与所述储液腔或缓冲液腔对齐，所述出液孔与所述第一废液腔或第二废液腔对齐，所述第二层结构与所述CMOS检测电路的上表面的硅芯片键合。

优选地，在第一层结构下表面布置第一组微金属电极和第二组微金属电极；

所述第一组微金属电极用于对储液腔和第一废液腔上电，所述第二组微电极用于对缓冲液腔和第二废液腔上电。

优选地，贯穿第一层结构开设第一进液孔、第二进液孔，贯穿第一层结构开设第一出液孔和第二出液孔；

所述第一层结构与第二层结构键合，使所述第一进液孔与所述储液腔对齐，所述第二进液孔与所述缓冲液腔对齐，所述第一出液孔与第一废液腔对齐，所述第二出液孔与所述第二废液腔对齐。

优选地，在第二层结构上表面刻蚀呈“蛇”形弯曲的第一微通道；所述第一微通道第一端连通缓冲液腔，第二端连通第二废液腔；

所述第一微通道的第一端刻蚀与第一微通道交叉的第二微通道，所述第二微通道一端连接所述储液腔，另一端连通第一废液腔。

本发明的另一个方面在于提供一种微型毛细管电泳芯片，所述电泳芯片包括：

第一层结构，在第一层结构下表面布置至少一组微金属电极，并且贯穿第一层结构开设至少一个进液孔和一个出液孔；

第二层结构，所述第二层结构为CMOS检测电路层，所述CMOS检测电路的上表面为硅芯片；