一种基于交流电热的高通量微混合芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及微混合芯片。
【背景技术】
[0002]微流控芯片(microfludicchip)指的是把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小）的芯片上，由微通道形成网络，自动完成分析全过程，已经发展成为多学科交叉(机械、化学、生物、医学、流体力学等)的一个十分具有应用前景的研究领域，它在疾病的快速检测方面具有优势。或者在对病毒或者病菌进行快速准确检测的过程中，如何快速高效的让流体进行混合，对在微流控芯片上进行生物和化学分析具有十分重要的意义。
[0003]目前对微流体进行混合的方法有多种，包括主动式和被动式微混合器。其中应用比较多的是电动力式微混合器，利用外加电场改变电势，进而改变流体的运动方向和速度，加速流体混合流动。在交流动电现象中，交流电热不但可以克服交流电渗只适合操纵低电导率溶液的局限，而且还可以克服介电泳不适合对亚微米级粒子操纵的缺点。然而，基于交流电热机理进行微混合器的研究过程中，研究学者们主要是基于交流电热的线性模型进行微混合器的设计和优化，当溶液电导率过大时会产生一定的偏差。此外，微混合器也主要采用了平面电极，不能很好的对整个通道高度上的流体进行均匀混合。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型是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，且主要采用了平面电极，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，而提供了一种基于交流电热的高通量微混合芯片。
[0005]—种基于交流电热的高通量微混合芯片，基于交流电热的高通量微混合芯片由玻璃基底和PDMS盖片组成；
[0006]所述的玻璃基底表面设有第一组三维电极、第二组三维电极、第三组三维电极、第四组三维电极及ITO电极引线；
[0007]所述的ITO电极引线由玻璃基底表面的ITO导电膜腐蚀后留存得到;所述的第一组三维电极、第二组三维电极、第三组三维电极、第四组三维电极的厚度均为76μπι;所述的ITO电极引线的厚度为200nm;
[0008]所述的PDMS盖片的下表面设有粒子反应流道、第一流道、第二流道、第三流道、第一入口槽及第二入口槽，粒子反应流道的入口端分别与第一流道的出口端及第二流道的出口端相连接，粒子反应流道的出口端与第三流道的入口端相连接;且第一流道的入口端设有第一入口槽，第二流道的入口端设有第二入口槽，第三流道的出口端设有贯穿PDMS盖片的出口通孔；
[0009]所述的第一入口槽的中心位置设有贯穿PDMS盖片的第一圆形入口通孔;所述的第二入口槽的中心位置设有贯穿PDMS盖片的第二圆形入口通孔；
[0010]且PDMS盖片下表面设有与玻璃基底表面的第一组三维电极、第二组三维电极、第三组三维电极及第四组三维电极相对应的槽；
[0011]所述的PDMS盖片的厚度为5mm?7mm;所述的粒子反应流道深H为76μ??，长L为3500μm，宽W为400μπι;第一流道深为76μπι，长为1.5?11，入口端宽为3111111，出口端宽为20(^111;第二流道深为76μηι，长为I · 5cm，入口端宽为3mm，出口端宽为200μηι;第三流道深为76μηι，长为1.2cm，入口端宽为400μηι，出口端宽为3mm;第一入口槽深为76μηι;第二入口槽深为76μηι;
[0012]玻璃基底设有电极的一侧和PDMS盖片下表面相对密封，且第一组三维电极的一端和第三组三维电极的一端均与粒子反应流道的一侧相贴合，第二组三维电极的一端和第四组三维电极的一端均与粒子反应流道的另一侧相贴合;第一组三维电极与第二组三维电极的水平距离djl为125μπι;第二组三维电极与第三组三维电极的水平距离pj为200μπι;第三组三维电极与第四组三维电极的水平距离dj2为125μπι;所述的第一组三维电极、第二组三维电极、第三组三维电极和第四组三维电极的另一端均与ITO电极引线相贴合；
[0013]所述的第一组三维电极由第一三维电极和第二三维电极组成;第一三维电极和第二三维电极之间的水平距离d3为200μπι;所述的第一三维电极与粒子反应流道贴合的一端宽dl为225μπι;所得第二三维电极与粒子反应流道贴合的一端宽d2为200μπι;
[0014]所述的第二组三维电极、第三组三维电极和第四组三维电极的结构与第一组三维电极相同。
[0015]本实用新型的优点:本实用新型利用交流电热强耦合模型对微混合芯片的多个关键结构参数进行优化仿真。基于三维电极的微混合芯片可以实现高电导率溶液的高通量混入口 ο
【附图说明】
[0016]图I为本实用新型一种基于交流电热的高通量微混合芯片的俯视图；
[0017]图2为图IA部放大图。
【具体实施方式】
[0018]【具体实施方式】一：结合图I及图2，本实施方式是一种基于交流电热的高通量微混合芯片，基于交流电热的高通量微混合芯片由玻璃基底I和PDMS盖片2组成；
[0019]所述的玻璃基底I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;
[0020]所述的ITO电极引线3由玻璃基底I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;
[0021]所述的PDMS盖片2的下表面设有粒子反应流道5、第一流道10、第二流道11、第三流道9、第一入口槽12及第二入口槽13，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IO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 ；
[0022]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;
[0023]且PDMS盖片2下表面设有与玻璃基底I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；
[0024]所述的PDMS盖片2的厚度为5mm?7mm;所述的粒子反应流道5深H为76μπι，长L为3500μπι，宽W为400μπι；第一流道10深为76μπι，长为1. 5cm，入口端宽为3mm，出口端宽为200μπι；第二流道11深为76μηι，长为1.5cm，入口端宽为3mm，出口端