IT0玻璃依次置于丙酮和异丙醇中超声清洗5min~15min，再 用等离子水冲洗，氮气吹干，然后将氮气吹干后的IT0玻璃置于温度为80°C~120°C下加热 15min~30min，得到预处理后的IT0玻璃； 所述的IT0玻璃表面的IT0导电膜厚度为200nm; (2) 、光刻胶的平铺:将干膜光刻胶一侧的保护层揭掉并粘贴于预处理后的IT0玻璃上， 得到光刻胶平铺后的IT0玻璃； 所述的干膜光刻胶为杜邦公司生产型号为SD238的干膜光刻胶，厚度为38μπι; (3) 、曝光:将经AutoCAD软件辅助设计并打印好的ΙΤ0掩膜贴在光刻胶平铺后的ΙΤ0玻 璃上，在金卤导轨射灯下，将光刻胶平铺后的IT0玻璃曝光3s，得到曝光后的IT0玻璃； (4) 、显影:将曝光后的IT0玻璃表面的保护层去掉，然后置于质量百分数为5%碳酸钠 溶液中，显影2min~3min，得到显影后的ITO玻璃； (5)、腐蚀:将显影后的ΙΤ0玻璃置于质量百分数为60%~80%的盐酸溶液与氯化铁催 化剂的混合液中，浸泡40min，得到腐蚀后的ΙΤ0玻璃； 所述的质量百分数为60%~80%的盐酸溶液的体积与氯化铁催化剂的质量比为lmL: (10~50)mg; (6 )、去除光刻胶:将腐蚀后的ITO玻璃置于质量百分数为5 %的NaOH溶液中浸泡，去除 光刻胶，得到表面含有IT0电极引线的玻璃； (7) 、清洗IT0电极引线:首先将表面含有IT0电极引线的玻璃依次置于丙酮和异丙醇中 超声清洗5min~15min，再用等离子水冲洗，氮气吹干，然后置于温度为80°C~120°C下加热 15min~30min，得到预处理后的表面含有IT0电极引线的玻璃； (8) 、光刻胶的平铺:首先将干膜光刻胶一侧的保护层揭掉并粘贴于预处理后的表面含 有IT0电极引线的玻璃上，然后置于塑封机中将干膜光刻胶和IT0玻璃压紧，得到粘有一层 干膜光刻胶的表面含有IT0电极引线的玻璃，取另一张干膜光刻胶，将干膜光刻胶一侧的保 护层及粘于表面含有IT0电极引线的玻璃上的干膜光刻胶的另一侧保护层揭掉，相对贴合， 然后置于塑封机中将干膜光刻胶和玻璃压紧，得到粘有两层干膜光刻胶的表面含有IT0电 极引线的玻璃； 所述的干膜光刻胶为杜邦公司生产型号为SD238的干膜光刻胶，厚度为38μπι; (9) 、曝光:在显微镜下，将经AutoCAD软件辅助设计并打印好的三维电极掩膜贴在粘有 两层干膜光刻胶的表面含有IT0电极引线的玻璃上，并置于金卤导轨射灯下，曝光6s~7s， 去掉掩膜，得到曝光后的表面含有ITO电极引线的玻璃； (10) 、显影:将曝光后的表面含有IT0电极引线的玻璃置于质量百分数为5%碳酸钠溶 液中，显影5min~6min，然后用等离子水冲洗，氮气吹干，并置于温度为80°C的烤箱中烘烤 10m i η~20m i η，得到三维电极的通道模子； (11) 、涂抹Ag-PDMS混合物:将Ag、PDMS与固化剂混合，搅拌均匀，然后置于真空栗中抽 真空20min~30min，得到三维电极原料，将三维电极的通道模子置于等离子机的腔室内，在 腔室压力为700毫托及等离子发生器功率为20W的条件下，曝光32s，得到等离子后的三维电 极的通道模子，将三维电极原料均匀涂覆至等离子后的三维电极的通道模子里，压实，并在 温度为150°C的烘烤箱中，加热固化20min; 所述的PDMS与固化剂的质量比为10:1;所述的PDMS与Ag的质量比为1: (4~6); (12) 、去除光刻胶：固化后，去除表面多余的三维电极原料，然后置于质量百分数为5% 的NaOH溶液中浸泡15min，浸泡后用去离子水清洗，然后在温度为100°C下加热10min，得到 玻璃基底(1); 三、芯片的制备： 将玻璃基底（1)设有电极的一侧和PDMS盖片(2)设有流道的一侧朝上，并列置于等离子 机的腔室内，在腔室压力为700毫托及等离子发生器功率为20W的条件下，曝光32s，然后再 在显微镜下，将玻璃基底（1)设有电极的一侧和PDMS盖片（2)设有流道的一侧相对放置，使 得第一组三维电极(4-1)的一端和第三组三维电极(4-3)的一端均与粒子反应流道(5)的一 侧相贴合，第二组三维电极(4-2)的一端和第四组三维电极(4-4)的一端均与粒子反应流道 (5)的另一侧相贴合，按压3min~10min，将按压后的芯片置于温度为80°C~100°C下加热 30min~50min，得到基于交流电热的高通量微混合芯片。5. 根据权利要求4所述的一种基于交流电热的高通量微混合芯片的制备方法，其特征 在于步骤二（12)中所述的玻璃基底（1)表面设有第一组三维电极(4-1)、第二组三维电极 (4-2)、第三组三维电极(4-3)、第四组三维电极(4-4)及ITO电极引线(3); 所述的ITO电极引线(3)由玻璃基底（1)表面的ITO导电膜腐蚀后留存得到;所述的第一 组三维电极(4-1 )、第二组三维电极(4-2 )、第三组三维电极(4-3 )、第四组三维电极(4-4)的 厚度均为76μπι;所述的ITO电极引线(3)的厚度为200nm; 第一组三维电极(4-1)与第二组三维电极(4-2)的水平距离djl为125μπι;第二组三维电 极(4-2)与第三组三维电极(4-3)的水平距离pj为200μπι;第三组三维电极(4-3)与第四组三 维电极(4-4)的水平距离d j 2为125μηι; 所述的第一组三维电极(4-1)由第一三维电极(4-1-1)和第二三维电极(4-1-2)组成； 第一三维电极(4-1-1)和第二三维电极(4-1-2)之间的水平距离d3为200μπι;所述的第一三 维电极(4-1-1)与粒子反应流道(5)贴合的一端宽dl为225μπι;所得第二三维电极(4-1-2)与 粒子反应流道(5)贴合的一端宽d2为200μπι ; 所述的第二组三维电极(4-2 )、第三组三维电极(4-3)和第四组三维电极(4-4)的结构 与第一组三维电极(4-1)相同。6. 根据权利要求4所述的一种基于交流电热的高通量微混合芯片的制备方法，其特征 在于步骤一 (6)中所述的PDMS盖片(2)的下表面设有粒子反应流道(5)，粒子反应流道(5)的 入口端分别与第一流道（10)的出口端及第二流道（11)的出口端相连接，粒子反应流道(5) 的出口端与第三流道(9)的入口端相连接;且第一流道(10)的入口端设有第一入口槽（12)， 第二流道(11)的入口端设有第二入口槽(13)，第三流道(9)的出口端设有贯穿PDMS盖片(2) 的出口通孔(8); 所述的第一入口槽（12)的中心位置设有贯穿PDMS盖片(2)的第一圆形入口通孔(6);所 述的第二入口槽(13)的中心位置设有贯穿PDMS盖片(2)的第二圆形入口通孔(7); 且PDMS盖片（2)下表面设有与玻璃基底（1)表面的第一组三维电极(4-1 )、第二组三维 电极(4-2 )、第三组三维电极(4-3)及第四组三维电极(4-4)相对应的槽； 所述的PDMS盖片（2)的厚度为5mm~7mm;所述的粒子反应流道（5)深Η为76μπι，长L为 3500μπι，宽W为400μπι;第一流道（10)深为76μπι，长为1.5〇11，入口端宽为3臟，出口端宽为20(^ m;第二流道(11)深为76μηι，长为1.5cm，入口端宽为3mm，出口端宽为200μηι;第三流道(9)深 为76μπι，长为1.2cm，入口端宽为400μπι，出口端宽为3mm;第一入口槽（12)深为76μπι ;第二入 口槽(13)深为 76μπι。7. 根据权利要求4所述的基于交流电热的高通量微混合芯片的制备方法，其特征在于 步骤三中第一组三维电极(4-1 )、第二组三维电极(4-2 )、第三组三维电极(4-3)和第四组三 维电极(4-4)的另一端均与ΙΤΟ电极引线(3)相贴合。8. 如权利要求1所述的一种基于交流电热的高通量微混合芯片的应用，其特征在于一 种基于交流电热的高通量微混合芯片的应用，具体是按以下步骤进行的： 一、颗粒准备： ①、缓冲液的配制：向去离子水中加入氯化钾，得到电导率为〇. 2mS/m的缓冲液I，向电 导率为0.2mS/m的缓冲液I中加入质量百分数为25 %的氨水，至pH值为9.2，得到电导率为 0.2S/m缓冲液II; ② 、将缓冲液II与荧光素粉混合，得到浓度为1.32 X l(T5m〇l/L的荧光素溶液； ③ 、将无水乙醇与吐温溶液混合，得到A溶液，再将A溶液与缓冲液II混合，得到BII溶 液，将A溶液与荧光素溶液混合，得到D溶液； 所述的无水乙醇与吐温的体积比为(7~9): 1;所述的A溶液与缓冲液II的体积比为1: (95~99);所述的A溶液与荧光素溶液的体积比为1:99; 二、实验操作： ① 、打开与显微镜相连接的计算机、信号发生器、信号放大器、示波器、显微镜、CCD以及 荧光灯开关，观察设备运转是否正常，然后打开Q-Capture Pro图像采集软件，实时观察显 微镜载物台； ② 、将基于交流电热的高通量微混合芯片置于等离子机的腔室内，在腔室压力为700毫 托及等离子发生器功率为20W的条件下，曝光时间32s，得到等离子化的芯片，将等离子化的 芯片固定在载物台上，调好芯片位置和焦距，在出口通孔(8)处滴入BII溶液，至基于交流电 热的高通量微混合芯片的流道润湿，然后将两个25微升的微量进样器固定在注射栗上，其 中一个微量进样器吸入5微升~10微升BII溶液，另一个微量进样器吸入5微升~10微升的D 溶液，再将连接注射器的两个金属连接器分别插入第一圆形入口通孔(6)和第二圆形入口 通孔(7)，密封； ③ 、连接好基于交流电热的高通量微混合芯片的IT0电极引线(3)和信号放大器之间的 导线，所述的第一组三维电极(4-1)与第二组三维电极(4-2)施加的是相位差为180°的驻 波，所述的第三组三维电极(4-3)和第四组三维电极(4-4)施加的是相位差为180°的驻波， 且第一组三维电极(4-1)重复第三组三维电极(4-3)，施加的电信号频率范围为0.5MHz~ 3MHz，施加的电压范围为lOVpp~55Vpp。 ④ 、启动注射栗，控制注射栗的参数为〇. 182微升/h~0.364微升/h，让BII溶液和D溶液 以200微米/s~400微米/s的流速流入，当流道内流体流动速度稳定时，按下信号发生器上 的施加信号按钮； ⑤ 、再次调整好焦距和基于交流电热的高通量微混合芯片的位置，直至荧光素粒子清 晰，稳定高度进行视频的检测和录制； ⑥ 、重步骤二③~⑤步，不断调整电压和频率，观察现象并记录； ⑦ 、数据的处理和分析。
【专利摘要】一种基于交流电热的高通量微混合芯片及其制备方法与应用，它涉及微混合芯片及其制备方法与应用。本发明要解决现有微混合器当溶液电导率过大时会产生一定的偏差，且不能很好的对整个通道高度上的流体进行均匀混合的问题。芯片：玻璃基底表面设有四组三维电极及ITO电极引线；PDMS盖片的下表面设有粒子反应流道，粒子反应流道的两端设有三组流道；第一流道及第二流道分别设有入口槽，第三流道的设有出口通孔；玻璃基底和PDMS盖片下表面相对密封，且四组三维电极的一端与粒子反应流道的两侧相贴合，另一端与ITO电极引线相贴合；方法：先PDMS通道加工，再三维电极的加工，最后芯片的制备。应用：先颗粒准备，再实验操作。
【IPC分类】B01L3/00
【公开号】CN105536894
【申请号】CN201510874810
【发明人】姜洪源, 任玉坤, 吴玉潘
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月2日