本发明专利技术涉及用于血液检测的多功能集成离心式微流控芯片，特别是一种适用于生物检测中对微量液体操作和检测的芯片。本发明专利技术由ＰＤＭＳ基片和硬质聚合物ＰＣ片构成，所述硬质聚合物ＰＣ片贴置在ＰＤＭＳ基片表面，所述ＰＤＭＳ基片上的凹槽结构包括进样口、分离腔、第一微阀、第一微通道、第二微通道、第一通气孔、废液腔、第二通气孔、第二微阀、第三微阀、第四微阀、第三通气孔、试剂进样口、试剂定量腔、第三微通道、第五微阀、第四微通道、第四通气孔、试剂废液腔、微混合器、第六通气孔、混合腔和圆孔。本发明专利技术的微流控芯片实现芯片实验室的功能，具有结构简单，试剂消耗量少，成本低，检测速度快，制作工艺简单，工艺兼容性好，加工成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于血液检测的多功能集成离心式微流控芯片，特别是一种适用于生 物检测中对微量液体操作和检测的芯片。
技术介绍
目前，微流控芯片是当前微全分析系统发展的热点领域，是微流控技术实现的主 要平台。其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(微通道、微阀、反应腔和其它功能部 件)尺寸在微米量级。由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特 殊性能，因此发展出独特的分析性能。其产生的应用目的是实现微全分析系统的终极目 标——芯片实验室。目前，微流控芯片发展的重点应用领域是生命科学领域。微流控芯片 技术与传统的仪器检测方法相比具有高通量、微型化、自动化、成本低、防污染等优点。微流 控芯片分为主动式和被动式两种。被动式芯片主要是由高密度分子微阵列构成，包括DNA 芯片、肽芯片等，已在基因结构与功能研究中得到应用，也是目前最普遍的生物芯片。但这 类芯片存在操作复杂、探针合成工作量大、成本高昂、单块芯片功能较单一等缺点。而主动 式芯片则是以各种结构微阵列为基础，在芯片的构建和应用中引入了外力场的作用，从而 使细胞分离、化学反应等过程及生物信息的检测与分析自动在片上高效、快速地进行。与前 者相比，主动式芯片在结构和功能上比较独特，能够实现芯片实验室、过程集成的功能，其 发展和研究引人注目。在芯片上引入了外力场的作用的方法之一是采用微泵为液体流动提 供驱动源，但微泵存在芯片上集成困难的缺点。而在离心式微流控芯片上，离心力可以实现 微流动的驱动，从而有效地避免了微泵集成带来的困难。微流控芯片要求实现各微流控单 元(微通道、微阀和液体储存腔)和对应功能的集成。目前的微流控芯片多存在功能非常 有限，集成度低的问题；并且结构复杂，导致加工工艺复杂，工艺兼容性差，使得微流控芯片 集成的难度增大。
技术实现思路
本专利技术为解决现有微流控芯片存在功能单一、集成度低，并且结构复杂，导致加工 过程复杂，兼容性差的问题，提供一种。多功能集成离心式微流控芯片，由PDMS基片和硬质聚合物PC片构成，所述硬质聚 合物PC片贴置在PDMS基片表面，所述PDMS基片上的凹槽结构包括进样口、分离腔、第一微 阀、第一微通道、第二微通道、第一通气孔、废液腔、第二通气孔、第二微阀、第三微阀、第四 微阀、第三通气孔、试剂进样口、试剂定量腔、第三微通道、第五微阀、第四微通道、第四通气 孔、试剂废液腔、微混合器、第六通气孔、混合腔和圆孔；所述进样口与分离腔的连通处设置第一微阀，所述分离腔的两侧分别与第一微通 道的一端和第二微通道的一端连通，第一通气孔与第二微通道设置在分离腔的同一侧；所述第一微通道的另一端与废液腔连通，所述废液腔上设置第二通气孔；所述第二微通道的侧边与第三微通道的一端连通，在连通处设置第二微阀；所述第二微通道的另一侧边设置第四微阀，所述第四微阀上设置第三通气孔；所述第二微通道 的一端与微混合器的一端连通，在连通处设置第三微阀；所述第三微通道的另一端与试剂定量腔的出口端连通，第三微通道的侧边与第四 微通道的一端连通，在连通处设置第五微阀，所述第四微通道上设置第四通气孔；所述试剂 定量腔的入口端与试剂进样口连通，试剂定量腔的溢出端与试剂废液腔连通；所述微混合器的另一端与混合腔入口端连通，所述混合腔设置的第六通气孔的位 置与混合腔的入口端对应，所述混合腔的中央位置与硬质聚合物PC片上设置的圆孔对准； 圆孔上连接微泵，微泵内设置光纤消逝波传感器；所述微混合器由锥度方向相反的主微通 道和辅微通道层叠而成；所述分离腔、试剂定量腔、废液腔、试剂定量腔、试剂废液腔、第一微阀、第一微通 道和第三微通道的深度相同且小于第四微通道的深度，所述分离腔、试剂定量腔、废液腔、 试剂定量腔、试剂废液腔、第一微阀、第一微通道和第三微通道的深度大于第二微通道的深度。多功能集成离心式微流控芯片的制作方法，该方法由以下步骤实现步骤一、在氧化后的Si晶片的表面上旋涂光刻胶，光刻出进样口、分离腔、第一微 阀、第一微通道、第二微通道、第三微通道、第四微通道、第一通气孔、第二通气孔、第三通气 孔、第四通气孔、第六通气孔、废液腔、试剂废液腔、试剂进样口、试剂定量腔、混合器主微通 道和混合腔的光刻胶图形，将上述光刻胶图形坚膜后湿法腐蚀SiO2,然后将上述光刻胶图 形其余部分的光刻胶去除，获得进样口、分离腔、第一微阀、第一微通道、第二微通道、第三 微通道、第四微通道、第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔、第六通气孔、废液 腔、试剂废液腔、试剂进样口、试剂定量腔、混合器主微通道和混合腔的SiO2掩膜图形；步骤二、在步骤一获得的SiO2掩膜图形上蒸镀1 μ m厚的铝膜，然后在所述铝膜上 旋涂光刻胶，光刻出所述的进样口、分离腔、第一微阀、第一微通道、第三微通道、第四微通 道、第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四通气孔、第六通气孔、废液腔、试剂废液腔、 试剂进样口、试剂定量腔、混合器主微通道和混合腔的光刻胶图形，坚膜后湿法腐蚀铝，获 得铝掩膜图形，然后将所述光刻胶图形的其余部分的光刻胶去除，获得进样口、分离腔、第 一微阀、第一微通道、第三微通道、第四微通道、第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔、第四 通气孔、第六通气孔、废液腔、试剂废液腔、试剂进样口、试剂定量腔、混合器主微通道和混 合腔的铝掩膜图形；步骤三、在步骤二获得的铝掩膜图形的Si晶片上旋涂光刻胶，光刻出进样口、分 离腔、第一微阀、第一微通道、第三微通道、第四微通道、第一通气孔、第二通气孔、第三通气 孔、第四通气孔、第六通气孔、废液腔、试剂废液腔、试剂进样口、试剂定量腔、混合器辅微通 道和混合腔的光刻胶图形，坚膜后去除光刻胶，获得上述图形的胶掩膜图形；步骤四、将步骤二获得的铝掩膜图形和步骤三获得的胶掩膜图形的Si晶片进行 ICP干法刻蚀，所述ICP干法刻蚀的过程为步骤A、首先刻蚀140 μ m后除去胶掩膜，获得含有铝和SiO2掩膜图形的Si晶片；步骤B、在步骤A的基础上继续刻蚀70 μ m,然后除去铝掩膜，继续刻蚀30 μ m,实现 ICP干法刻蚀；步骤五、清洗步骤四刻蚀的氧化Si晶片，在所述氧化Si晶片正面溅射Iym厚的6铜膜后旋涂光刻胶；然后在氧化Si晶片上的背面蒸镀1 μ m厚的铝膜后旋涂光刻胶，光刻出 混合腔的光刻胶图形；坚膜后湿法腐蚀铝，在所述氧化Si晶片的背面获得混合腔的铝掩膜 图形；步骤六、对步骤五获得氧化Si晶片的铝掩膜图形的进行ICP干法刻蚀，除去刻穿 后氧化Si晶片上的铝掩膜和铜掩膜；获得多功能集成离心式微流控芯片的Si基阴膜模且.Z、 9步骤七、采用微模铸方法，将液态PDMS浇注于Si基阴膜模具上，然后进行真空脱 气、加热、冷却后脱膜；获得PDMS阳膜模具；步骤八、在步骤七所述的PDMS阳膜模具上浇注液态PDMS，然后进行真空脱气、加 热、冷却后脱膜；获得PDMS基片；步骤九、在步骤八所述的PDMS基片上对应位置打孔；步骤十、在硬质聚合物PC片与PDMS基片上混合腔的中央位置打出相应的圆孔；步骤十一、将步骤十打孔后的硬质聚合物PC片与PDMS基片贴合，使PDMS基片上 混合腔的中央位置与PC片上的圆孔对准；获得多功能集成离心式微流控芯片。本专利技术的工作原理多功能集成离心式微流控芯片上集成有三个本文档来自技高网...
【技术保护点】
多功能集成离心式微流控芯片，由ＰＤＭＳ基片（１）和硬质聚合物ＰＣ片（２）构成，其特征是，所述硬质聚合物ＰＣ片（２）贴置在ＰＤＭＳ基片（１）表面，所述ＰＤＭＳ基片（１）上的凹槽结构包括进样口（３）、分离腔（４）、第一微阀（５）、第一微通道（６）、第二微通道（７）、第一通气孔（８）、废液腔（９）、第二通气孔（１０）、第二微阀（１１）、第三微阀（１２）、第四微阀（１３）、第三通气孔（１４）、试剂进样口（１５）、试剂定量腔（１６）、第三微通道（１７）、第五微阀（１８）、第四微通道（１９）、第四通气孔（２０）、试剂废液腔（２１）、微混合器（２３）、第六通气孔（２７）、混合腔（２６）和圆孔（２８）； 所述进样口（３）与分离腔（４）的连通处设置第一微阀（５），所述分离腔（４）的两侧分别与第一微通道（６）的一端和第二微通道（７）的一端连通，第一通气孔（８）与第二微通道（７）设置在分离腔（４）的同一侧； 所述第一微通道（６）的另一端与废液腔（９）连通，所述废液腔（９）上设置第二通气孔（１０）； 所述第二微通道（７）的侧边与第三微通道（１７）的一端连通，在连通处设置第二微阀（１１）；所述第二微通道（７）的另一侧边设置第四微阀（１３），所述第四微阀（１３）上设置第三通气孔（１４）；所述第二微通道（７）的一端与微混合器（２３）的一端连通，在连通处设置第三微阀（１２）； 所述第三微通道（１７）的另一端与试剂定量腔（１６）的出口端连通，第三微通道（１７）的侧边与第四微通道（１９）的一端连通，在连通处设置第五微阀（１８），所述第四微通道（１９）上设置第四通气孔（２０）；所述试剂定量腔（１６）的入口端与试剂进样口（１５）连通，试剂定量腔（１６）的溢出端与试剂废液腔（２１）连通； 所述微混合器（２３）的另一端与混合腔（２６）入口端连通，所述混合腔（２４）设置的第六通气孔（２７）的位置与混合腔（２６）的入口端对应，所述混合腔（２６）的中央位置与硬质聚合物ＰＣ片上设置的圆孔（２８）对准；圆孔２８上连接微泵（２９），微泵内设置光纤消逝波传感器（３０）；所述微混合器（２３）由锥度方向相反的主微通道（２４）和辅微通道（２５）层叠而成； 所述分离腔（３）、试剂定量腔（１５）、废液腔（９）、试剂定量腔（１６）、试剂废液腔（２１）、第一微阀（５）、第一微通道（６）和第三微通道（１７）的深度相同且小于第四微通道（１９）的深度，所述分离腔（３）、试剂定...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴一辉，张平，邓永波，黎海文，郝鹏，刘震宇，胡亮红，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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