[发明专利]一种基于近红外的液滴操控芯片及其制作与操控方法

说明书

本发明属于微流芯片技术领域，具体涉及一种基于近红外的液滴操控芯片及其制作与操控方法。液滴操控芯片包括相互叠合的第一载体与第二载体，第二载体位于第一载体的上表面；第一载体设有生成区与监测区；生成区包括第一微流道、第二微流道以及微腔室；监测区包括多条平行的第三微流道；第二载体设有与第二微流道进口相对的通孔，第一微流道贯穿微腔室后与第二微流道连接，第一微流道与第二微流道汇合后与每一第三微流道的进口连接；近红外光可操纵液滴在第一微流道、第二微流道以及第三微流道内移动。本发明的第一载体具有近红外响应能力，采用近红外光从第一载体底部照射时，液滴可以沿着微流道进行移动。

技术领域

本发明属于微流芯片技术领域，具体涉及一种基于近红外的液滴操控芯片及其制作与操控方法。

背景技术

微流控芯片(microfluidic chip)是一种在微小空间中操控微流体运动的技术，将化学、生物等领域涉及的样品制备、反应、分离、检测等功能单元集成到一块微小的芯片上。具有高通量、高灵敏、微型化、功能集成化程度高等独特优势。液滴微流控芯片以液滴作为微反应器，单次实验可以包裹生成多至千万个液滴，易于实现高通量筛选和高通量检测。

芯片上的液滴被用作功能性的媒介并实现多种流体操控，包括样本运输、分离、浓缩和片上检测等。常规液滴操控方法有两种：一是通过设计不同类型的通道和微泵阀结构，实现对液滴的操纵；二是通过介电润湿技术，实现对液滴的电极驱动。这些方法功能单一、结构复杂、加工繁琐，往往需要较为庞大且笨重的外置电源及控制设备，大大局限了微流控技术的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出了一种基于近红外的液滴操控芯片及其制作与操控方法。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于近红外的液滴操控芯片，包括相互叠合的第一载体与第二载体，第二载体位于第一载体的上表面；第一载体设有生成区与监测区；生成区包括第一微流道、第二微流道以及微腔室；监测区包括多条平行的第三微流道；第二载体设有与第二微流道进口相对的通孔，第一微流道贯穿微腔室后与第二微流道连接，第一微流道与第二微流道汇合后与每一第三微流道的进口连接；第一微流道的进口为第一进样口，第二微流道的进口为第二进样口；第三微流道的出口为出样口；近红外光可操纵液滴在第一微流道、第二微流道以及第三微流道内移动。

进一步地，第一载体的材质为仿生超浸润界面。

进一步地，第一微流道、第二微流道、第三微流道均为第一载体下表面绘制的掩膜图案；第一微流道、第二微流道、第三微流道为第一载体的透光区。

进一步地，微腔室的数量为多个，每一微腔室均包括上下叠加的多层薄膜，相邻薄膜之间通过粘合剂粘合。

进一步地，薄膜的材质为聚碳酸酯，孔径为3～5μm。

进一步地，第二载体设有凹槽，通孔设置于凹槽底部，凹槽内填充油滴。

进一步地，第二载体的材质为PDMS。

本发明还提供一种基于近红外的液滴操控芯片的制作与操控方法，包括以下步骤：

S1：制作仿生超浸润界面材质的第一载体；

S2：在第一载体的下表面粘贴多个相互间隔的微腔室，每一微腔室为上下叠加的多层薄膜，薄膜孔径为3～5μm，薄膜材质为聚碳酸酯；

S3：在第一载体的下表面粘贴绘制有第一微流道、第二微流道以及多个第三微流道图案的掩膜，第一微流道贯穿每一微腔室后与第二微流道连接，第一微流道与第二微流道汇合后与每一第三微流道的进口连接；

S4：制作PDMS材质的第二载体，并在第二载体设置凹槽，凹槽内设置通孔；

S5：将第二载体放置在第一载体的上表面，并使第二载体的通孔正对第二微流道的进口；