基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微流控芯片，特別涉及一種基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片。
【背景技術】
[0002]液滴微流控芯片是近年來在微流控芯片基礎上發展起來的一種新的操縱微量液體的技術。與傳統微通道芯片相比，微液滴的體積更小(109l-1012l)，可靈活操控，尺寸均一，形狀可變，傳熱傳質性能優秀，并具有高通量分析的良好潛力。將液滴微流控技術應用在生化分析領域，常使用熒光標記感興趣的細胞或分子，通過識別帶熒光液滴檢測樣品中待測物濃度。隨著液滴微流控技術的發展，液滴的生成速率不斷提高，準確、高通量地識別帶熒光液滴對樣品的快速檢測具有十分重要的意義。
[0003]目前液滴識別的通用方法是傳統的順序檢測熒光液滴識別法，讓液滴順序流經微通道，在檢測區域內依次檢測。順序檢測的方式靈敏度較高，但為了防止液滴破裂，檢測通量受流體流速限制，理論上限在數千滴/秒左右。近年來熒光液滴的并行檢測技術越來越受到人們的重視，有報道利用CCD寬場熒光成像同時檢測大量液滴，該方法裝置簡便，檢測通量高，但由于熒光信號微弱，需要較長采樣時間，信噪比低。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，以解決熒光信號弱的問題，從而能夠滿足大通量的檢測需求。
[0005]為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現:
[0006]—種基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，包括:
[0007]芯片本體，其表面設有至少一條流道；
[0008]反射膜層，其設置于所述流道的內壁；
[0009]透光板，其蓋壓在所述流道上方；
[0010]微透鏡，其設置在所述透光板上且位于所述流道的正上方。
[0011]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述反射膜層為金屬層。
[0012]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述透光板為玻璃或透光樹脂。
[0013]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述微透鏡為平凸透鏡。
[0014]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述平凸透鏡中，平的一面正對所述流道。
[0015]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述透光板的厚度為150 ?250 μ m。
[0016]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述流道的直徑為80 ?120 μ m。
[0017]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述微透鏡的曲率半徑為100?150 μ m。
[0018]優選的是，所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其中，所述微透鏡的焦距為220 ?280 μ mD
[0019]本發明的有益效果是:本案利用微透鏡陣列的光聚能特性，將微透鏡陣列技術與液滴微流控芯片相結合，能極大增強探測器接收熒光的強度，通過優化設計檢測區域的液滴流動管路提高并行檢測通道數量，與傳統流式技術相比可提高檢測通量1-2數量級。
【附圖說明】
[0020]圖1為基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片的剖視圖。
[0021]圖2為基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片的俯視圖。
[0022]圖3為應用本案液滴微流控芯片的檢測系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0024]如圖1-3所示，本案列出一實施例的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，包括:
[0025]芯片本體1，其表面設有至少一條流道2 ;
[0026]反射膜層3，其設置于流道2的內壁；
[0027]透光板4，其蓋壓在流道2上方；用于將流道2密封成一條封閉的管道；
[0028]微透鏡5，其設置在透光板4上且位于流道2的正上方。微透鏡是利用紫外光刻技術在基底上制作光刻膠結構，然后利用熱回流技術工藝將光刻膠結構轉變為微透鏡而制成。檢測時，激發光透過微透鏡5匯聚后，照射到流道2中流動的液滴上，液滴的激發熒光被反射膜層3反射后再次從微透鏡5匯聚后發出。
[0029]在上述實施例中，反射膜層3優選為金屬層。金屬層的作用是增強受激發產生的焚光信號強度。
[0030]在上述實施例中，透光板4優選為玻璃或透光樹脂。
[0031]在上述實施例中，微透鏡5優選為平凸透鏡。
[0032]在上述實施例中，平凸透鏡中，平的一面正對流道2，凸的一面背對流道2。
[0033]在上述實施例中，透光板4的厚度優選為150?250 μ m，若超出優選的范圍，將影響CCD傳感器最終接收到的熒光強度。
[0034]在上述實施例中，流道2的直徑優選為80?120 μπι，若超出優選的范圍，將影響CCD傳感器最終接收到的熒光強度。
[0035]在上述實施例中，微透鏡5的曲率半徑優選為100?150 μ m，若超出優選的范圍，將影響CCD傳感器最終接收到的熒光強度。
[0036]在上述實施例中，微透鏡5的焦距優選為220?280 μ m，若超出優選的范圍，將影響CCD傳感器最終接收到的熒光強度。
[0037]圖2是微流控芯片的俯視圖，在芯片本體1上分布著多條流道2，樣品微滴從進樣口 7載入微流控芯片后，通過多級Y型流道進行分流，隨后進入檢測區域6，在檢測區域6內排列著微透鏡陣列，激發熒光經微透鏡5匯聚后被探測器檢出。為了在有限的檢測區域6內盡可能多的探測液滴，可設計多通道并行排列的方式。經過檢測區域6后，樣品從廢液口8流出微流控芯片。
[0038]圖3是使用微流控芯片進行液滴熒光檢測的光路系統示意圖。激發光源9是具有特定波長的高亮度光源如激光、高亮LED等，激發光源9發出激發光經過匯聚透鏡10和第一濾光片11后，照射到芯片本體1上，透過微透鏡5聚焦后激發待測液滴產生熒光。液滴發出的熒光經過第二濾光片12濾除散射的激發光后進入CCD傳感器13，后者將接收到的熒光信號轉換為平面電信號并傳輸到電腦14中，由于微透鏡陣列位置固定，可由事先確定的代表微透鏡陣列位置的像素所確定的電信號強度獲得每個微鏡下經過的熒光液滴。
[0039]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，包括: 芯片本體，其表面設有至少一條流道； 反射膜層，其設置于所述流道的內壁； 透光板，其蓋壓在所述流道上方； 微透鏡，其設置在所述透光板上且位于所述流道的正上方。2.如權利要求1所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述反射膜層為金屬層。3.如權利要求1所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述透光板為玻璃或透光樹脂。4.如權利要求1所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述微透鏡為平凸透鏡。5.如權利要求4所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述平凸透鏡中，平的一面正對所述流道。6.如權利要求1所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述透光板的厚度為150?250 μ m。7.如權利要求1所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述流道的直徑為80?120 μ m。8.如權利要求1所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述微透鏡的曲率半徑為100?150 μ m。9.如權利要求1所述的基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，其特征在于，所述微透鏡的焦距為220?280 μ m。
【專利摘要】本案涉及基于微透鏡陣列的液滴微流控芯片，包括：芯片本體，其表面設有至少一條流道；反射膜層，其設置于所述流道的內壁；透光板，其蓋壓在所述流道上方；微透鏡，其設置在所述透光板上且位于所述流道的正上方。本案利用微透鏡陣列的光聚能特性，將微透鏡陣列技術與液滴微流控芯片相結合，能極大增強探測器接收熒光的強度，通過優化設計檢測區域的液滴流動管路提高并行檢測通道數量，與傳統流式技術相比可提高檢測通量1-2數量級。
【IPC分類】G01N21/64, B01L3/00
【公開號】CN105319197
【申請號】CN201510868657
【發明人】劉聰, 黎海文, 周武平, 蔣克明, 張濤
【申請人】中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年12月2日