專利名稱：微球分離篩選芯片及其制備方法
技術領域：
本發明屬于微球篩選領域，特別涉及一種微球分離篩選芯片及其制備方法，其可用于對微小顆粒進行快速精確分離篩選的芯片及具體制備方法。
背景技術：
一定尺度范圍微小顆粒的準確分離篩選對于許多領域具有重要意義，例如生物醫學、環境分析，微納加工等。傳統的分離方法主要是利用膜分離法，這種方法受限于膜的孔徑大小及均一程度，當顆粒尺寸小于幾十微米時，膜分離法的應用則受到了很大限制。隨著芯片實驗室(lab on a chip)及微機電系統(MEMS)技術在近些年的迅猛發展，芯片上實現微小顆粒的準確分離篩選對于彌補傳統分離方法的分離精度差等不足之處 具有重要意義。同時芯片分離系統與傳統儀器相比具有體積小，重量輕，成本低，功耗小等諸多優點。目前，利用慣性微流原理已經實現了在芯片上血漿、微球等在一定精度范圍的分離，主要是利用微球或細胞在微通道內的慣性聚焦流動實現分離目的。在彎形微流通道內單一利用慣性微流原理進行分離對于血液中血漿與細胞的簡單系統的分離尚可有效，但是對于粒徑分布范圍較寬的微球分離很難達到目標粒徑微球的高精度分離篩選。綜上所述，在芯片上實現微球的高精度篩選分離，對于諸多領域均有重要意義，同時也是一項具有挑戰性的工作。
發明內容
本發明目的是提供一種微球分離篩選芯片及其制備方法，其能夠實現目標粒徑范圍微球的高精度分離，同時兼具可靠性高、成本低廉等特點。本發明提供一種微球分離篩選芯片，包括一襯底，該襯底的中心開有一儲液池；一流體通道，該流體通道為螺旋狀，其制備在襯底的上面，該流體通道具有一進液口及多個出液口，該進液口與儲液池連通，出液口設在螺旋狀的流體通道末端；過濾柱陣列，該過濾柱陣列制備在流體通道內，該過濾柱陣列是沿流體通道有序縱向排列成列； 一蓋片,該蓋片位于襯底上，其包括一注液口和多個液體出口，該注液口與儲液池連通，該液體出口與流體通道的出液口連通，所述蓋片的材料為石英片或PDMS。其中所述螺旋狀的流體通道的圈數大于，流體通道的寬度為50-500微米，深度為30-200 微米。其中所述流體通道內排列成列的過濾柱陣列的列數為1-2列，過濾柱陣列中每個過濾柱的橫截面為圓形、六邊形或八邊形，所述每個過濾柱的高度與流體通道的深度相同。其中所述流體通道內的過濾柱之間的間距為1-100微米。其中所述襯底的材料為硅片、石英片或PDMS。
本發明還提供一種微球分離篩選芯片的制備方法，包括如下步驟步驟I :在處理好的襯底的正面制備圖形；步驟2 :刻蝕，在襯底上形成儲液池、流體通道、過濾柱陣列、進液口及多個出液Π ；步驟3 :制備一蓋片，在該蓋片上形成注液口和液體出口 ；步驟4:將蓋片蓋合于具有儲液池、流體通道、過濾柱陣列、進液口及多個出液口的襯底上，使注液口與儲液池連通，液體出口與流體通道的出液口連通，完成制備。其中所述螺旋狀的流體通道的圈數大于，流體通道的寬度為50-500微米，深度為30-200 微米。其中所述流體通道內排列成列的過濾柱陣列的列數為1-2列，過濾柱陣列中每個·過濾柱的橫截面為圓形、六邊形或八邊形，所述每個過濾柱的高度與流體通道的深度相同。其中所述流體通道內的過濾柱之間的間距為1-100微米。其中所述襯底的材料為硅片、石英片或PDMS。
為進一步說明本發明的具體技術內容，以下結合實施例及附圖詳細說明如后，其中圖I是本發明的結構示意圖；圖2是圖I的剖視圖；圖3是圖2的局部放大圖；圖4是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式請參閱圖I、圖2和圖3所示，本發明提供一種微球分離篩選芯片，包括一襯底1，該襯底I的中心開有一儲液池2，所述襯底I的材料為硅片、石英片或PDMS ；一流體通道3，該流體通道3為螺旋狀，其制備在襯底I的上面，該流體通道3具有一進液口 31及多個出液口 32，該進液口 31與儲液池2連通，出液口 32設在螺旋狀的流體通道3末端，所述螺旋狀的流體通道3的圈數大于3，流體通道3的寬度為50-500微米，深度為30-200微米；過濾柱陣列4，該過濾柱陣列4制備在流體通道3內，該過濾柱陣列4是沿流體通道3有序縱向排列成列，所述流體通道3內排列成列的過濾柱陣列4的列數為1-2列，過濾柱陣列4中每個過濾柱的橫截面為圓形、六邊形或八邊形，所述每個過濾柱的高度與流體通道3的深度相同，所述流體通道3內的過濾柱之間的間距為1-100微米，所述流體通道3上的多個出液口 32的數量與過濾柱陣列4的列數有關，當過濾柱陣列4的列數為1-2列時，出液口 32的數量為2-3，也就是說，流體通道3上的多個出液口 32的數量是過濾柱陣列4的列數加I ;—蓋片5,該蓋片5位于襯底I上,其包括一注液口 51和多個液體出口 52,該注液口 51與儲液池2連通，該液體出口 52與流體通道3的出液口 32連通，所述蓋片5的材料為硅片、石英片或PDMS。請參閱圖4，并結合參閱圖I-圖3所示，本發明提供一種微球分離篩選芯片的制備方法，包括如下步驟步驟I :在處理好的襯底I的正面制備圖形，所述襯底I的材料為硅片、石英片或PDMS ；步驟2 :刻蝕，在襯底I上形成儲液池2、流體通道3、過濾柱陣列4、進液口 31及多個出液口 32，所述螺旋狀的流體通道3的圈數大于3，流體通道3的寬度為50-500微米，深度為30-200微米，所述流體通道3內排列成列的過濾柱陣列4的列數為1-2列，過濾柱陣列4中每個過濾柱的橫截面為圓形、六邊形或八邊形，所述每個過濾柱的高度與流體通道3的深度相同，所述流體通道3內的過濾柱之間的間距為1-100微米，所述流體通道3上的多個出液口 32的數量與過濾柱陣列4的列數有關，當過濾柱陣列4的列數為1-2列時，出液口 32的數量為2-3，也就是說，流體通道3上的多個出液口 32的數量是過濾柱陣列4的列數加I ; 步驟3 :制備一蓋片5，在該蓋片5上形成注液口 51和液體出口 52 ；步驟4 :將蓋片5蓋合于具有儲液池2、流體通道3、過濾柱陣列4、進液口 31及多個出液口 32的襯底I上，使注液口 51與儲液池2連通，液體出口 52與出液口 32連通，完成制備；以上所述，僅是本發明的實施例，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發明技術方案范圍內，因此本發明的保護范圍當以權利要求書為準。
權利要求
1.一種微球分離篩選芯片，包括 一襯底，該襯底的中心開有一儲液池； 一流體通道，該流體通道為螺旋狀，其制備在襯底的上面，該流體通道具有一進液口及多個出液口，該進液口與儲液池連通，出液口設在螺旋狀的流體通道末端； 過濾柱陣列，該過濾柱陣列制備在流體通道內，該過濾柱陣列是沿流體通道有序縱向排列成列； 一蓋片，該蓋片位于襯底上，其包括一注液口和多個液體出口，該注液口與儲液池連通，該液體出口與流體通道的出液口連通，所述蓋片的材料為石英片或PDMS。
2.如權利要求I所述的微球分離篩選芯片，其中所述螺旋狀的流體通道的圈數大于，流體通道的寬度為50-500微米，深度為30-200微米。
3.如權利要求2所述的微球分離篩選芯片，其中所述流體通道內排列成列的過濾柱陣列的列數為1-2列，過濾柱陣列中每個過濾柱的橫截面為圓形、六邊形或八邊形，所述每個過濾柱的高度與流體通道的深度相同。
4.如權利要求3所述的微球分離篩選芯片，其中所述流體通道內的過濾柱之間的間距為1-100微米。
5.如權利要求I所述的微球分離篩選芯片，其中所述襯底的材料為硅片、石英片或PDMS。
6.一種微球分離篩選芯片的制備方法，包括如下步驟 步驟I :在處理好的襯底的正面制備圖形； 步驟2 :刻蝕，在襯底上形成儲液池、流體通道、過濾柱陣列、進液口及多個出液口 ； 步驟3 :制備一蓋片，在該蓋片上形成注液口和液體出口 ； 步驟4:將蓋片蓋合于具有儲液池、流體通道、過濾柱陣列、進液口及多個出液口的襯底上，使注液口與儲液池連通，液體出口與流體通道的出液口連通，完成制備。
7.如權利要求6所述的微球分離篩選芯片的制備方法，其中所述螺旋狀的流體通道的圈數大于，流體通道的寬度為50-500微米，深度為30-200微米。
8.如權利要求7所述的微球分離篩選芯片的制備方法，其中所述流體通道內排列成列的過濾柱陣列的列數為1-2列，過濾柱陣列中每個過濾柱的橫截面為圓形、六邊形或八邊形，所述每個過濾柱的高度與流體通道的深度相同。
9.如權利要求8所述的微球分離篩選芯片的制備方法，其中所述流體通道內的過濾柱之間的間距為1-100微米。
10.如權利要求6所述的微球分離篩選芯片的制備方法，其中所述襯底的材料為硅片、石英片或PDMS。
全文摘要
一種微球分離篩選芯片，包括一襯底，該襯底的中心開有一儲液池；一流體通道，該流體通道為螺旋狀，其制備在襯底的上面，該流體通道具有一進液口及多個出液口，該進液口與儲液池連通，出液口設在螺旋狀的流體通道末端；過濾柱陣列，該過濾柱陣列制備在流體通道內，該過濾柱陣列是沿流體通道有序縱向排列成列；一蓋片，該蓋片位于襯底上，其包括一注液口和多個液體出口，該注液口與儲液池連通，該液體出口與流體通道的出液口連通，所述蓋片的材料為石英片或PDMS。本發明能夠實現目標粒徑范圍微球的高精度分離，同時兼具可靠性高、成本低廉等特點。
文檔編號B01L3/00GK102896006SQ20121038056
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者魏清泉, 俞育德, 周曉光, 李運濤, 韓偉靜, 孫英男 申請人:中國科學院半導體研究所