[发明专利]一种用于固相微萃取的三维电聚焦微流控芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种用于固相微萃取的三维电聚焦微流控芯片，其特征在于,包括上下两层，分别为气路液路层和气路层，或者为具有相同气路液路结构的两层气路液路层；所述气路液路层包含气路流道和与所述气路流道相连的气路储存池，液路流道和与所述液路流道相连的液路储存池，所述液路流道形成有用于存储固相萃取颗粒的瓶颈结构；所述气路层与所述气路液路层中的气路结构相同，包含气路流道和气路流道相连的气路储存池；所述气路液路层中,所述气路流道从所述气路储存池开始形成一条流道，在中途分成两条气路流道，对称分布于所述液路流道两侧，并且最终在所述液路流道处相交相通，形成喷嘴；上下两层合并的所述气路流道的深度大于所述液路流道的深度，且所述液路流道的出口在横向和流道深度方向均位于合并的气路流道的中间位置，其中所述液路流道与所述液路储存池相连接的段具有235μm的宽度，且所述液路流道与所述液路储存池相连接的段在靠瓶颈结构处填充有固相萃取粒子，所述液路流道与所述喷嘴相连接的段具有75μm的宽度，所述瓶颈结构的宽度为25μm，长度为35μm，所述液路流道通过所述瓶颈结构萃取相关目标化合物，且经所述液路流道和所述气路流道合并的气液两相流形成气包液的流体喷雾形式，产生微小雾化液滴。

2.如权利要求1所述的三维电聚焦微流控芯片，其特征在于,所述三维电聚焦微流体芯片所用材料是高聚物聚二甲基硅氧烷即PDMS，三维聚焦微流体芯片包括相键合的上下两片PDMS，且两片PDMS都包含有流道结构；其中一片PDMS结构层包含气路流道和液路流道，另外一片PDMS衬底层包含气路流道和液路流道，两片PDMS上下合并后各自的气路流道和液路流道对应上下合并，或者，其中一片PDMS结构层包含气路流道和液路流道，另外一片PDMS衬底层包含气路流道，两片PDMS上下合并后各自的气路流道对应上下合并。

3.如权利要求1至2任一项所述的三维电聚焦微流控芯片，其特征在于,所述气路流道与所述液路流道夹角在0-90°之间。

4.如权利要求1至2任一项所述的三维电聚焦微流控芯片，其特征在于,所述喷嘴具有宽度为50μm的收缩喷雾小孔。

5.如权利要求1至2任一项所述的三维电聚焦微流控芯片，其特征在于,由所述气路流道与所述液路流道所形成的所述喷嘴直接从光刻胶形成的模具中脱模成型。

6.一种制作权利要求1至5任一项所述的三维电聚焦微流体芯片的制作方法，其特征在于,包括以下步骤：

使用气路液路层掩膜版和气路层掩膜版进行模具制作；

其中，气路液路层掩膜版的透光区域包括对应于气路流道和气路储存池、液路流道和液路储存池的区域，用于在对硅基片上的光刻胶曝光过程中定义气路流道和气路储存池、液路流道和液路储存池；气路层掩膜版的透光区域包括对应于气路流道和气路储存池的区域，用于在对硅基片上的光刻胶曝光过程中定义气路流道和气路储存池；

模具制作过程中，在第一硅基片上甩最底层光刻胶后，通过气路液路层掩膜版对最底层光刻胶曝光，显影后形成气路液路层；再在第一硅基片上甩上层光刻胶后，通过气路层掩膜版对上层光刻胶曝光，显影后形成气路层，以用来加深第一次曝光形成的气路流道，由此制作出对应于形成PDMS结构层的模具；再对第二硅基片重复上述过程，或者，对第二硅基片仅进行针对气路层掩膜版的甩胶、曝光、显影过程，由此制作出对应于形成PDMS衬底层的模具；

然后，使用相应模具分别成型出PDMS结构层和PDMS衬底层；

再后，将PDMS结构层和PDMS衬底层对齐，键合形成一块完整的三维聚焦微流体芯片；

气路液路层掩膜版和气路层掩膜版均含有对齐结构，用于曝光时将光刻胶形成的已有结构与在后使用的掩膜版对齐。

7.如权利要求6所述的三维电聚焦微流体芯片的制作方法，其特征在于,气路液路层掩膜版对应的制作完成一次或者两次甩胶、曝光、显影过程，气路层掩膜版对应的制作过程完成至少三次甩胶、曝光、显影过程，以使得气路流道的厚度远大于液路流道厚度，从而有利于液体从液路中喷出后悬浮于气体中，而不与流道壁面接触。

8.如权利要求6或7所述的三维电聚焦微流体芯片的制作方法，其特征在于,所述光刻胶采用SU-8胶。