氯仿封裝pmma微流控晶片的製作方法

2023-09-16 17:52:10

氯仿封裝pmma微流控晶片的製作方法
【專利摘要】本發明屬於分析化學領域，涉及一種PMMA微流控晶片封裝的新方法，材質為PMMA的基片(1)和蓋片(2)，在基片表面事先刻有微通道(4)及通道的進出口(3)，蓋片兩面均光滑，以氯仿為粘合劑，在蓋片表面塗布過量的氯仿，待蓋片表面少許PMMA溶解於氯仿後，高速離心甩出多餘的氯仿，將基片與蓋片對準粘合即可。本發明在室溫下進行，不需要真空、加熱加壓等條件，成本低廉、操作簡單，晶片的粘合強度可以達到300KPa以上。
【專利說明】氯仿封裝PMMA微流控晶片

【技術領域】
[0001]本發明涉及分析化學領域，特別涉及一種用氯仿快速封裝、製備PMMA微流控晶片的新技術。

【背景技術】
[0002]微流控晶片主要採用矽片、石英、玻璃或高聚物材料作為基底材料。高聚物材料晶片品種多，加工相對容易，可廉價批量生產；具有很好的透明性和良好的介電性；對待分析物有良好的惰性；有多種表面修飾和改進方法，因此成為微流控晶片最理想的製備材料。目前，常用的高聚物材料是聚二甲基矽氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其中PMMA材料因其具有成本低、易於大批量生產的優點，彌補了石英、玻璃等早期微流控晶片在材料成本高和製作流程複雜方面的不足，而應用越來越廣泛。
[0003]以PMMA作為基底材料製作微流控晶片的技術有模塑法、熱壓法、LIGA技術、雷射燒蝕法和軟光刻等。這些方法大都操作複雜、製作成本較高。如熱壓粘合法和表面改性熱壓粘合法，能夠達到的粘合強度非常有限(將PMMA表面首先用其單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)進行改性，然後在真空熱壓設備中熱壓粘合，能夠達到的最大粘合強度僅為150KPa。)，若粘合參數不當，會導致微通道發生嚴重變形或破壞微結構圖形，甚至造成微通道的堵塞。
[0004]PMMA可溶解於三氯甲烷、丙酮或乙醇等一些常用有機溶劑中，且以氯仿等有機溶劑為粘合劑粘合有機玻璃(PMMA)的方法早已廣泛應用於工業生產，加之使用有機溶劑粘合PMMA具備操作簡單、成本低廉的優點，故有機溶劑法理應成為粘合PMMA晶片的首選。然而，運用有機溶劑粘合PMMA晶片的方法在國內卻鮮有文獻報導。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種成本低廉、操作簡單的以氯仿為粘合劑封裝PMMA微流控晶片的新方法。
[0006]本發明提供了一種PMMA微流控晶片封裝的新方法，材質為PMMA的聚合物平板兩塊，一塊平板在其一表面事先刻有微通道及通道的進出口(基片)，另一塊平板兩面均光滑(蓋片)，以氯仿為粘合劑，在蓋片表面塗布過量的氯仿，待蓋片表面少許PMMA溶解於氯仿後，高速離心甩出多餘的氯仿，將基片與蓋片對準粘合即可。
[0007]本發明所提供的方法中，需在蓋片側面包裹一層透明膠帶，以防在用鋪膜機甩幹過程中，氯仿甩到蓋片的下表面而影響透明度；膠帶的邊緣不得超過蓋片上表面，以免影響多餘的氯仿甩出。
[0008]由於反應時間過長容易造成微通道堵塞，本發明所提供的方法中，反應時間應以1s為宜，基片和蓋片材質因為生產廠家不同而會稍有差異，所以反應時間可以視情況適當增減。
[0009]由於施加壓力過大容易造成微通道堵塞，本發明所提供的方法中，壓力應以10KPa為宜，基片和蓋片材質因為生產廠家不同而會稍有差異，所以壓力可以視情況適當增減。
[0010]本發明所提供的方法中，離心時的為轉速1000轉/S，離心時間10s。
[0011]由於微通道寬度及高度小於300 μ m時容易造成微通道堵塞，本發明所提供的方法適用於微通道寬度及高度大於300 μ m的PMMA微流控晶片的封裝。
[0012]本發明所提供的方法中，基片和蓋片材質必須都為PMMA ;所用微通道的截面可以為倒梯形、矩形或正方形；基片和蓋片的大小可以根據需要選擇合適的大小；為了方便晶片加工製作，蓋片應略大於基片。
[0013]與現有技術相比，本發明的有益效果是:在室溫下進行，不需要真空、加熱加壓等條件，成本低廉、操作簡單，晶片的粘合強度可以達到300KPa以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為PMMA微流控晶片示意圖。

【具體實施方式】
[0015]首先，對PMMA基片和蓋片進行表面清潔:即使用去離子水清洗基片和蓋片三次，並在室溫下晾乾。然後，將蓋片固定到鋪膜機(具有離心功能)吸盤(Chuck)上，在蓋片上表面塗布過量氯仿，待反應1s後，啟動鋪膜機，運行1s後關閉，將基片與蓋片對準粘合。最後，將粘合後的晶片從鋪膜機吸盤上取下，室溫下恆壓10KPa持續5min即可製得PMMA微流控晶片(如圖1所示)。
【權利要求】
1.本發明提供的PMMA微流控晶片封裝的新方法，材質為PMMA的聚合物平板兩塊，一塊平板在其一表面事先刻有微通道及通道的進出口(基片)，另一塊平板兩面均透明光滑(蓋片)，以氯仿為粘合劑，在蓋片表面塗布過量的氯仿，待蓋片表面少許PMMA溶解於氯仿後，高速離心甩出多餘的氯仿，將基片與蓋片對準粘合即可。
2.按照權利要求1所述的PMMA微流控晶片封裝的新方法，其特徵在於:所述基片和蓋片具有相同的材質，均為PMMA。
3.按照權利要求1或2所述的PMMA微流控晶片封裝的新方法，其特徵在於:所述蓋片表面事先刻有微通道及通道的進出口，所述基片兩面均透明光滑。
4.按照權利要求1或2所述的PMMA微流控晶片封裝的新方法，其特徵在於:蓋片和基片以氯仿為粘合劑粘合。
5.按照權利要求4所述的PMMA微流控晶片封裝的新方法，其特徵在於:粘合劑僅塗布在基片上，而蓋片上不塗布粘合劑。
6.按照權利要求5所述的PMMA微流控晶片封裝的新方法，其特徵在於:基片上面粘合劑的塗布均勻和多餘粘合劑的甩出用離心的方法。
【文檔編號】B01L3/00GK104291267SQ201310303829
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2013年7月19日
【發明者】王倩, 鮑軍波, 姚波, 劉佩莉 申請人:天津市醫藥科學研究所