[发明专利]一种微磁场集成的聚合物微流控装置的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微磁场集成的聚合物微流控装置的制作方法，属于微全分析系统领域。

背景技术

微流控芯片技术是20世纪90年代在分析化学领域发展起来的，它以微管道网络为结构特征，以生命科学为主要研究对象，将整个化验室的功能包括样品预处理、反应、分离、检测等集成在微芯片上，使分析速度得到极大提高，具有极为广泛的适用性及应用前景，是当前微全分析系统研究的重点。

与此同时，磁性粒子由于良好的可操纵性成为另一个研究热点。目前，在微流控系统中，一般通过使用外加磁场或微加工技术得到微电磁场，从而实现对磁性粒子的操纵，前者是将永磁铁或电磁铁直接放在芯片外面，这种被动的磁性粒子分离器容易加工，但是缺乏原位性，集成度低且装置比较大，后者是通过微加工的方法将电磁铁集成在芯片上，这种方法制得的芯片集成度高，但是加工过程复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种微磁场集成的聚合物微流控装置的制作方法，制作过程简单，且制作的微流控装置成本低且集成度高，能够广泛地用于生物分子检测、基因分析、快速免疫测定、细胞筛分等领域。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种微磁场集成的微流控装置的制作方法，采用如下步骤：

(1)用软刻蚀的方法制备制作聚合物微流控芯片用的阳模模板；

(2)在软磁性材料上绕10～120匝导线制作成微线圈，导线的表面绝缘；

(3)将若干个微线圈固定于阳模模板的微通道的正上方，使微线圈垂直于阳模模板的平面；或将若干个微线圈固定于阳模模板的微通道的两侧，微线圈之间的夹角是0～180°，微线圈所形成的平面与阳模模板的平面之间的夹角是0～90°；

(4)将制作聚合物微流控芯片所用的材料液态预聚物倒在固定微线圈的阳模模板上，固化后脱模成型，制成具有微线圈和微通道的聚合物微流控芯片基片，用打孔器将聚合物微流控芯片基片打孔，然后与盖片键合，即得到微磁场集成的聚合物微流控装置。

制作聚合物微流控芯片所用的材料为固化型聚合物聚二甲基硅氧烷(PDMS)、环氧树脂和聚氨酯等，溶剂挥发型聚合物丙烯酸、橡胶和氟塑料等、热塑性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等。

用软刻蚀的方法在制备的阳模为金属基阳模、单晶硅阳模和玻璃阳模。

所述软磁性材料为氧化铁、硅钢，且软磁性材料的直径为1～3mm。

所述导线为铜、铝、或铜铝合金，且导线直径为0.02～0.8mm。

所述盖片为玻璃、固化型聚合物聚二甲基硅氧烷、热塑性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯、或聚碳酸酯类聚合物。

根据微线圈的摆放方式、匝数和输入电流的大小调节磁场大小，通过输入的电流方向调节磁场的方向，从而得到磁场大小和方向可控的磁场集成的聚合物微流控装置。

本发明不仅通过半包埋的方法实现了微磁场在微流控芯片中的集成，与现有的方法相比，具有明显的优点：此装置加工制作过程及方法简单，成本低，磁场的开关、大小和方向可控，具有原位性且集成度高。利用这一集成的微磁场，能够很容易地实现微流控芯片中磁性粒子的操纵。因此，通过在磁性粒子表面偶联不同的生物分子，例如DNA、蛋白等，此装置能够广泛地应用于DNA、RNA和蛋白的分离纯化、快速免疫检测、细胞筛选、临床诊断等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1是微通道正上方设有一个微线圈的微流控装置的结构示意图。

图2是微通道两侧设有两个微线圈的微流控装置的结构示意图。

图3是图1所示微流控装置的纵剖面结构示意图。

图4是图1所示微流控装置的横剖面结构示意图。

图5是实施例1纵剖面结构示意图。

图6是实施例1横剖面结构示意图。

图中1.载玻片、2.聚合物微流控芯片基片、3.微通道、4.微线圈。

具体实施方式

实施例1

(1)用软刻蚀的方法制得聚二甲基硅氧烷微流控芯片用的硅阳模模板；

(2)在直径为1mm的铁芯上绕40匝漆包铜线制作微线圈(4)，其中漆包铜线直径为0.1mm；

(3)将两个40匝微线圈(4)固定于硅阳模模板上微通道的两侧，线圈之间的夹角是120°，两个线圈所成的平面与模板平面之间的夹角是60°；