[发明专利]一种基于固态径迹刻蚀纳米孔的低电压高性能电渗微泵芯片

摘要

本发明公开了一种基于固态径迹刻蚀纳米孔的低电压高性能电渗泵微流控芯片。该芯片由微沟道、微电渗泵、电极和电极反应柱组成。本电渗泵芯片设计通过选用超薄纳米多孔材料、改良电极摆放位置、优化反应溶液及填充琼脂糖凝胶，使电渗泵的工作电压更低(1‑10V)，流速更加稳定。本发明提供的芯片式电渗泵，可通过调节施加电压来精确控制溶液流速和方向，流速范围0～100μl/min，且将电渗泵整合入芯片中，使其具有微型化、易操作、无移动部件、低成本等优点，还可进一步集成外接通道和微流控芯片实验室的其他单元样品分离、混合及分析等集成，实现真正的无需外部流体泵支撑的微流控微型芯片集成实验室。

主权项

1.一种基于固态纳米孔的低电压高性能电渗泵芯片，其特征在于，制备方法包括如下步骤：/n步骤一、固态纳米孔的制备：固态纳米孔制备选用径迹刻蚀法，利用高能重离子辐照高分子薄膜材料，在高分子薄膜材料中形成一条由损伤区域组成的纳米尺度潜径迹；接着利用化学刻蚀的方法对潜径迹进行选择性的刻蚀，从而得到纳米尺寸的孔道结构；径迹刻蚀纳米孔的直径、孔型和密度通过调节辐照条件和刻蚀条件实现高度可控制备；/n步骤二、电渗泵芯片的制备：(a)微沟道的制备：使用低成本聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料，通过3D数控微钻技术制备得到电渗泵芯片微沟道；(b)电渗泵芯片的制备：电渗泵芯片由六层构成，其中底层和顶层材料为聚碳酸酯(PC)片材；第四层为具有微沟道的PMMA片材；第二、三、五层为具有通透微结构的双面胶，以粘合材料；第二、三层双面胶之间夹载一面3*3mm的纳米孔薄膜；顶层片材上粘合2个电极反应柱与芯片微沟道相连通，柱1位于纳米孔薄膜顶部，柱2位于侧沟道部位；(c)向电极反应柱2及侧沟道内加2％琼脂糖凝胶1000μL；/n步骤三、电路连通测试：在制备完成的电渗泵芯片的微沟道和电极反应柱中充满TAE缓冲液(0.5～1*TAE)，加入铂电极连接电源，柱1连接外加电场的正极，柱2连接外加电场的负极，设置电压10V并连通电源，观察电流情况。/n