一种三基片微球筛选芯片及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型微球筛选芯片，从使用上讲，是一种材料筛选的一种三基片微球筛选芯片及使用方法。
【背景技术】
[0002]微流控技术是在近些年发展起来的微型实验室技术，主要用于生物医学和化学监测等领域，在材料学的制备和应用方面研宄应用的不多。目前，随着材料学在纳微领域的技术发展，材料学对纳微微粒的研宄和使用越来越多，特别是微纳米级别的微粒制备和筛选，越受人关注。在许多复合微粒的合成制备中，大多是利用液体作为载体。合成的微纳米级的复合微球，也是在溶液中形成。那么如何迅速筛选溶液中的复合要求尺寸的合格微球，不仅是目前材料制备工艺方面需要解决的一个问题。同时也是微流控技术运用到微球的制备的工程领域中去的一个方向。
[0003]因此，需要开发一种专业的微流控技术的微球筛选芯片，用于材料工程的制备方面。
【发明内容】
[0004]本发明的技术方案为:一种三基片微球筛选芯片，其主要由包含三片基底硬质片，三层光刻胶的上下两片芯片组成，其特征在于:在上片芯片的一端开有进样孔，长1mm的主通道一端与进样孔连通，另一端分为两侧两条支通道，每条支通道，各自联通一条筛选通道。两条筛选通道的各自向内侧连续Z字形、对称90°直角拐弯，最后在主通道的中间线汇入到一起，通过5mm长的通道与出样孔连接。设计便于通道的排列。
[0005]每条筛选通道的每一个向通道内的直角处都加工有一个筛选微通口，每个筛选微通口都连接一个小收集池；小收集池，通过池中心的垂直通孔与下片芯片的储存池相通。在下片芯片上有呈矩形的A收集单元、B收集单元、C收集单元3个收集单元，分别对应着上片芯片的两条筛选通道的3段通道和3段内的小收集池。采用重力流动，收集筛选的微球。每个收集单元在上下2层基底硬质片形成一个调压空腔，在调压空腔中心部位安装有一个贯通到上片芯片表面的通气管。调压空腔和通气管的设计目的在于能提供负压或正压。
[0006]A收集单元、B收集单元的调压空腔两侧，在对应两条筛选通道的小收集池的正下方加工有低于调压空腔、呈U形的储存池，每个U形的储存池接着2个小收集池的中心孔。U形的储存池的目的在于缩小储存池，相对扩大调压空腔与之的大小比，以利于调压，同时减少存储量，减轻储存池出样通道的压力。在A收集单元、B收集单元的矩形两侧各自分别有一条储存池出样通道和储存池出孔。便于快速排出筛选微球，提高效率，减少通道流通压力。C收集单元的矩形调压空腔中间是一个高于的储存池的圆台，圆台设计目的也是相对扩大调压空腔与之的大小比，以利于调压，同时减少存储量，减轻储存池出样通道的压力。只有在矩形一侧有一条储存池出样通道和一个储存池出孔。
[0007]上述技术方案中，所述上片芯片是一个均匀2mm厚的光刻胶经过掩模板印刷出通道后，通道面朝上反贴在一片基底硬质片上，在光刻胶上面密闭粘贴有一片基底硬质片，密封住上片芯片的通道。这样设计，是便于倒模批量生产上片芯片。基底硬质片开有通孔，再在上面贴附一层光刻胶，固定孔上的通气管和储存池出孔和出样孔上的连接管。目的是利用光刻胶弹性，安装密封毛细管。这样上片芯片，就有底层一片基底硬质片，上一层是光刻胶层，再是一片基底硬质片，再是一层光刻胶层。所述下片芯片是一片基底硬质片，上一层是光刻胶层。由此，本发明三片基底硬质片，三层光刻胶的上下两片芯片组成。基底硬质片包括娃片、玻璃片、金属片、塑料复合片。
[0008]上述技术方案中，所述筛选通道每个单条通道都有14个以上的、两两成对的90°直角拐弯，拐角长6_，宽2_。数量和长度，保证了筛选的效率。在筛选通道的每一个筛选微通口前面，都近似45。扇形分布5条长度粗细不相等的阻拦墙；阻拦墙的扇面开口朝向筛选微通口，另一端集中在筛选微通口对面的筛选通道的向通道外的直角处；阻拦墙的a、b、c、d、e 5条，a、d是长度短的阻拦墙，靠近的筛选微通口分布；b、c、e是长度长的阻拦墙，这三条阻拦墙朝筛选微通口的一端除e与筛选通道侧壁相连，b、C、均与筛选通道侧壁保持一个筛选微通口尺寸的宽度，另一端，长的b、c、e阻拦墙全部连着筛选通道侧壁；a、b、c、d、e阻拦墙之间的开口保持一个筛选微通口尺寸的宽度。阻拦墙的试剂和布置，主要起到引起扰动层流的目的，有利于流体中微球的筛选。
[0009]上述技术方案中，所述下片芯片A收集单元、B收集单元、C收集单元分别对应的上片芯片的两条筛选通道的3段通道的筛选微通口的尺寸，在每段内是一致统一的，在3段之间的筛选微通口尺寸不同，由小到大排列；筛选微通口的宽度在每个三基片芯片有3个规格，尺寸是5μπι~300 μπι之间。例如:三基片芯片的两条筛选通道的3段之间的筛选微通口尺寸规格:300 μm、200 μm、100 μm ;或 80 μm、50 μm、30 μm ;或 20 μm、10 μm、5 μm。每个三基片芯片的通道深度保持一致，以便于本发明三基片芯片的批量生产。
[0010]上述技术方案中，所述一种三基片微球筛选芯片的使用方法，操作步骤如下:根据筛选微球粒径区间，选择筛选微通口的尺寸规格的芯片，搭配成不同的2-3个芯片组合，首先使用筛选微通口尺寸大的芯片，依据筛选微通口尺寸大小，芯片记为芯片一，依次为芯片二、芯片三。
[0011]使用时，先关闭全部储存池出孔，打开通气管吹气加压，出样孔开启，将去离子水从进样孔打入，调整通气管吹气压力，直至出样孔有去离子水流出，关闭通气管停止吹气，将进样孔的去离子水更换为待筛选的样品溶液，然后打开全部储存池出孔，根据储存池出孔的流速，再调整通气管吹气压力，保持流速，进行不间断筛选。
[0012]储存池出孔第一次筛选过的样品，再次在该芯片上重复筛选2次。最后在两条筛选通道的3段之间的储存池出孔收集得到的微球，将芯片一从3段之间的储存池出孔收集得到的不同区间粒径的微球，在根据筛选区间要求，按照上述方法，分别再在芯片二上筛选3次，依次再在芯片三上筛选3次；最后在芯片三的出样孔11得到目标粒径区间的微球。
[0013]本发明技术特点是芯片制作方便，操作简单，专业性更强。
[0014]与现有的筛分相比，本发明有下列有益效果:(I)可以直接与自动加液器连用，在液态情况下筛选；(2)操作简单，效率高；(2)制作方便简单，节约使用成本。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的上片芯片的俯视示意图。
[0016]图2为本发明的下片芯片的俯视示意图。
[0017]图3为本发明的上下片芯片A-A处剖视的局部放大示意图。
[0018]图4为本发明的上片芯片的筛选通道俯视的局部放大示意图。
[0019]图5为本发明的上片芯片的筛选通道剖视的底部阻拦墙示意图。
[0020]图6为本发明的上片芯片的5条阻拦墙排列位置示意图。
[0021]图中:1.上片芯片；2.进样孔；3.主通道；4.支通道；5.筛选通道；6.小收集池；7.筛选微通口 ；8.A收集单元；9.储存池出样通道；10.储存池出孔；11.出样孔；12.C收集单元；13.B收集单元；14.下片芯片；15.调压空腔；16.储存池；17.通气管；18.阻拦工回O
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例进一步对本发明加以说明。
[0023]实施例一
参照图1至图6中的形状结构，组合的芯片一，单条筛选通道有7对个90°直角拐弯，拐角长6mm，宽2mm，深100 μ m。两条筛选通道的3段之间的筛选微通口尺寸规格:40μπκ30 μ m、20 μ m。
[0024]芯片二，单条筛选通道有7对个90°直角拐弯，拐角长6mm，宽2mm，深60 μ m。两条筛选通道的3段之间的筛选微通口尺寸规格:20μπι、10μπι、5μπι。
[0025]操作步骤如下:根据筛选微球粒径区间，选择搭配不同筛选微通口 7的尺寸规格的