[发明专利]生物芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种生物芯片，其特征在于，包括离心分离器(1)和富集器(2)，所述离心分离器(1)的中心处具有进样口(3)，所述离心分离器(1)和富集器(2)上分别具有排放口(4)，所述离心分离器(1)上具有离心分离器出口(5)，所述富集器(2)上具有富集器入口(6)，所述离心分离器出口(5)与所述富集器入口(6)相连接；

其中，所述离心分离器(1)包括涡旋式微流体通道(7)和沿所述微流体通道(7)内的流体流动方向布置于所述微流体通道(7)内的若干微立柱(8)，所述微立柱(8)将微流体通道(7)分成内流道(71)和外流道(72)。

2.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述富集器(2)包括富集单元(10)，所述富集单元(10)的底部具有缝隙或者网格，其大小设计为使得所要富集的细胞不能从缝隙或者网格流过。

3.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述富集单元(10)为方形直壁漏斗状，所述富集单元(10)底部为以一定间隔布置的多个梳齿，每个所述梳齿的长度为50-100μm，各梳齿之间的距离为5-18um。

4.如权利要求3所述的生物芯片，其特征在于，所述富集单元(10)的深度为30-150μm，宽度为50-150μm。

5.如权利要求3或4所述的生物芯片，其特征在于，所述富集单元(10)的深度为30-50μm。

6.如权利要求3所述的生物芯片，其特征在于，所述富集单元(10)的入口处内侧为直壁，入口处外侧为流线形过渡形状。

7.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述微流体通道(7)为半圆对扣形式或阿基米德螺线形式，绕行中心处的圈数至少为5圈，其中心入口(9)所在圈的直径为500-800μm，每圈的宽度为200-400μm。

8.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述微立柱(8)的横截面为圆形，所述圆形的直径为6-30μm。

9.如权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述微立柱(8)的横截面为正方形，所述正方形的边长为6-30μm。

10.一种权利要求1～9任一项所述生物芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(a)处理、清洗硅片；

(b)在硅片正面甩胶、前烘、光刻、显影、后烘；

(c)在硅片正面深刻蚀硅50μm，形成微流体通道、微立柱阵列和富集单元阵列；

(d)将PDMS与其固化剂按10∶1的比例混合，并充分搅拌，用真空泵去除PDMS中的气泡；

(e)处理、清洗培养皿，并在其表面涂上脱模剂；

(f)将无气泡的PDMS均浇在培养皿内，并静置平坦化，然后在60-100℃烘箱中烘烤30-60分钟；

(g)将固化的PDMS切成与具有微流体通道和微富集单元阵列的硅片同样大小，并在相应的微流体通道入口和出口位置打孔；

(h)将PDMS和硅结构键合的表面用氧离子处理；

(i)将PDMS和硅结构按相应的位置进行键合，在微流体通道入口和出口安装金属管。

11.一种权利要求1～9任一项所述生物芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(a)处理、清洗硅片；

(b)在硅片正面甩胶、前烘、光刻、显影、后烘；

(c)在硅片正面深刻蚀硅50μm，形成微流体通道、微立柱阵列和富集单元阵列的模具；

(d)将PDMS与其固化剂按10∶1的比例混合，并充分搅拌，用真空泵去除PDMS中的气泡；

(e)处理、清洗所述模具，并在其表面涂上脱模剂；

(f)将无气泡的PDMS均浇在模具上，静置平坦化，然后在60-100℃烘箱中烘烤30-60分钟；

(g)将固化了PDMS从模具上剥离，并切分每个单元；

(h)处理、清洗培养皿，并在其表面涂上脱模剂；

(i)将无气泡的PDMS均浇在培养皿内，静置平坦化，然后在60-100℃烘箱中烘烤30-60分钟；

(j)将固化的PDMS切成与具有微流体通道和微富集单元阵列的硅片同样大小，并在相应的微流体通道入口和出口位置打孔；

(k)将上下两个键合表面用氧离子处理；

(l)将两片PDMS按相应的位置进行键合，在入口和出口安装金属管。

12.一种权利要求1～9任一项所述生物芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(a)处理、清洗硅片；

(b)在硅片正面甩胶、前烘、光刻、显影、后烘；

(c)在硅片正面深刻蚀硅50μm，形成微流体通道、微立柱阵列和富集单元阵列；

(d)将硅片正面与玻璃阳极键合，形成硅玻璃片；

(e)采用干法、湿法或CMP的方法将键合后的硅玻璃片背面的硅结层减薄；

(f)硅片背面甩胶、前烘、光刻、显影、后烘；

(g)深刻蚀出进出样口和与富集器对应的通孔；

(h)将PDMS与其固化剂按10∶1的比例混合，并充分搅拌，用真空泵去除PDMS中的气泡；处理、清洗培养皿，并在其表面涂上脱模剂；将无气泡的PDMS均浇在培养皿内，并静置平坦化，然后在60-100℃烘箱中烘烤30-60分钟；

(i)将固化的PDMS切成与具有微流道和微富集器阵列的硅片同样大小，并在相应的微流体通道入口和出口位置打孔；

(j)将PDMS和硅结构键合的表面用氧离子处理。