[发明专利]一种基于微流控芯片的纳米孔及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于微流控芯片的纳米孔及其制备方法，涉及纳米器件制造技术领域。纳米孔在微流控芯片上制备得到；微流控芯片由PDMS芯片与载玻片键合而成，PDMS芯片中设置有微通道，微通道的中间段为缩放通道，缩放通道中间段为梯形微通道，梯形微通道内设置有微尺度球形颗粒，微尺度球形颗粒与梯形微通道内壁之间形成四个微小间隙即为纳米孔。本发明纳米孔的制备方法非常简单，成本低；纳米孔可应用在基于微流控芯片的RPS检测装置中，实现纳米尺度颗粒或细胞的快速检测。

技术领域

本发明涉及纳米器件制造技术领域，特别是涉及一种基于微流控芯片的纳米孔及其制备方法。

背景技术

微流控芯片可以将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反映、分离、检测等基本操作单元集成到一块几个平方厘米的芯片上，自动完成分析全过程，在生物、化学、医学等领域有着巨大的应用潜力。目前，制作微流控芯片的材料主要包括：PDMS、PMMA以及无机玻璃等。不同材料的芯片制备微结构的方法不同，软光刻是一种在PDMS材料上制备微通道的常用技术。

基于微流控芯片的颗粒电阻脉冲检测技术(RPS)是一种利用狭窄的检测通道实现微纳米颗粒或细胞检测的有效方法，目前已经在生物、化学、医学等众多领域受到了广泛关注。由于检测通道两端所产生的电脉冲信号幅值与被检测颗粒或细胞的尺寸密切相关，因此被检测颗粒或细胞的尺寸等信息可以通过对电脉冲信号的幅值进行分析得到。通常待检颗粒尺寸越小，所需的RPS检测通道尺寸越小。然而，上述软光刻技术难以在PDMS中加工纳米尺度的通道，无法制备能够检测纳米颗粒或细胞的RPS检测通道。综上所述，有待提出一种制备纳米孔的简单方法，用以改进基于微流控芯片的RPS检测技术。

发明内容

本发明提供一种基于微流控芯片的新型纳米孔及其制备方法，解决了现有RPS检测技术无法准确检测纳米颗粒或者细胞的问题。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

本发明一方面提供一种基于微流控芯片的纳米孔，所述纳米孔在微流控芯片上制备得到；所述微流控芯片由PDMS芯片与载玻片键合而成，所述PDMS芯片中设置有微通道，所述微通道两端分别与入口样品储液池和出口样品储液池连通；所述微通道由入口至出口依次为主通道一、缩放通道和主通道二，且所述缩放通道位于微通道的中间段；所述缩放通道中间段为梯形结构，形成梯形微通道，所述梯形微通道两侧壁面对称设置有圆弧形凹槽，微尺度球形颗粒通过凹槽嵌入梯形微通道内，且与梯形微通道两侧凹槽壁面和上下水平壁面相互接触；所述微尺度球形颗粒与梯形微通道内壁之间形成四个微小间隙即为纳米孔。

优选地，所述微通道的长度为1-2cm，高度为2-5μm，具体高度由微尺度球形颗粒的直径决定，微通道的主通道一和主通道二宽度为20-50μm。

优选地，所述缩放通道的长度为50-70μm。

优选地，所述梯形微通道长度为10-15μm，梯形微通道入口宽度为5-10μm，梯形微通道出口宽度为1-4μm。

优选地，梯形微通道入口宽度大于微尺度球形颗粒的直径，梯形微通道出口宽度小于微尺度球形颗粒的直径，具体尺寸选择由所选微尺度球形颗粒的直径决定。

优选地，入口样品储液池和出口样品储液池上均设置有储液管。

优选地，所述微尺度球形颗粒的直径为2-5μm。

本发明另一方面提供一种上述纳米孔的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1、软光刻加工：利用软光刻技术，在PDMS芯片上制备微通道；

S2、键合：利用打孔器，在PDMS芯片上制备入口样品储液池和出口样品储液池，然后将PDMS芯片与载玻片键合，完成微流控芯片的加工；