专利名称：一种离心式双通道微量液体定量进样装置及其制作方法
技术领域：
本发明涉及用于离心式双通道微量液体定量进样的进样结构。
背景技术：
生化检测微流控芯片为多功能系统芯片，常称之为芯片实验室(Lab-on-a-chip)， 该芯片把生化检测所涉及的样品制备、定量进样、液体混合、生化反应、分离检测等基本操 作单元集成或基本集成于几平方厘米的芯片之上，是用以取代常规化学或生物实验室的各 种功能的一种技术平台。微流控芯片的基本特征和最大优势是将各种单元技术在整体可 控的微小平台上灵活组合、规模集成。其中，对于微升量级液体的精确定量及进样是各种化 学、生物试样与试剂完成混合和生化反应前最基本的，最重要的操作步骤，直接影响微流控 芯片系统检测精度，是微流控芯片的重要功能之一。由于微泵在微流控芯片内集成的难度较大，当前主动式微流控芯片主要依靠引入 外力场的作用来实现其功能，其中采用较多的是离心力场，所对应的即是离心式微流控芯 片。通常在离心式微流控芯片上对流体的定量所采用的方法有Madou(Armu. Rev. Biomed. Eng. 2006.8:601-628)等设计的带有疏水区微阀的溢出结构，该结构实现液体定量的方法 是首先在低转速下使液体充满定量结构，同时使多余液体溢出，然后采用高转速打开定量 结构出口处的疏水区微阀，将定量液体取出；由Ducree(J. Micromech. Microeng. 2007. 17 S103-S105)等设计的“之”字状定量结构，在超亲水“之”字微通道的转角处分别设有疏水区 微阀，在液体的截断处设有通气孔，依靠离心力实现液体在通气孔处的截断和微阀的开启， 从而实现定量；此外，还有一种在离心场内依靠毛细弯管内的虹吸作用定量的方法，其缺点 是毛细弯管内试剂残留较多，定量精度低(Steigert，MEMS2006 Istanbul，Turkey)。综上所述，目前用于离心式微流控芯片上的定量结构尚存在以下问题1、结构中 多包含疏水区微阀，但随着微流控芯片功能性的不断增强，选材范围的不断扩大，其微通道 网络的结构及微通道内壁的表面性质会更为复杂，结构的特征尺寸会越来越小，这些都将 使制作局部疏水区微阀的工艺更为复杂，难度更大。2、上述方法所设计的结构均为对单一 液体的定量，因此，当需对多种液体分别定量时，就要制作各自的定量结构，结果将会导致 芯片内结构的复杂和庞大，降低芯片的集成度。3、上述方法中的二次离心，也将增加使用时 操作的繁琐。4、液体取出后，定量腔内易留有残余液体，影响定量精度。
发明内容
本发明为解决现有离心式微流控芯片中微量液体定量进样结构为单一液体定量 结构，且制作过程复杂、集成精度低，使用时需要进行二次离心，操作过程繁琐的问题，提供 一种离心式双通道微量液体定量进样装置及其制作方法。一种离心式双通道微量液体定量进样装置，由PDMS基片和玻璃片组成，所述PDMS 基片贴置在玻璃片的表面上；所述PDMS基片的表面上设置有第一微量液体定量进样单元 和第二微量液体定量进样单元；
所述第一微量液体定量进样单元包括第一废液腔、第一废液腔排气通道、第一液 体进样孔、第一倒V型液体定量腔、第一液体打断进气通道和液体出口通道；所述第一废液 腔排气通道设置在第一废液腔上；所述第一倒V型液体定量腔的一端与第一液体进样孔的 一端连通，第一液体进样孔的另一端与第一废液腔连通；所述第一倒V型液体定量腔与第 一液体进样孔之间设置第一液体打断进气通道，所述第一倒V型液体定量腔的另一端与液 体出口通道连通；所述第二微量液体定量进样单元包括第二废液腔、第二废液腔排气通道、第二液 体进样孔、第二倒V型液体定量腔、第二液体打断进气通道和气体阻断阀排气通道；所述第 二废液腔排气通道设置在第二废液腔上；所述第二倒V型液体定量腔的一端与第二液体进 样孔的一端连通；第二液体进样孔的另一端与第二废液腔连通，所述第二液体进样孔与第 二倒V型液体定量腔之间设置有第二液体打断进气通道，所述第二倒V型液体定量腔的另 一端与第一倒V型液体定量腔连通；所述气体阻断阀排气通道设置在第二倒V型液体定量 腔的末端前；所述第一废液腔、第一废液腔排气通道和第一倒V型液体定量腔的深度相同， 所述第二废液腔、第二废液腔排气通道和第一液体打断进气通道、第二倒V型液体定量腔 和液体出口通道的深度相同，所述第二液体打断进气通道和气体阻断阀排气通道的深度相 同，所述第一倒V型液体定量腔与第二倒V型液体定量腔和液体出口通道的宽度相同。一种离心式双通道微量液体定量进样装置的制作方法，该方法由以下步骤完成步骤一、在氧化后的Si单晶片的表面上旋涂光刻胶，光刻出所述第一微量液体定 量进样单元中的第一废液腔、第一废液腔排气通道、第一倒V型液体定量腔、第一液体打断 进气通道、液体出口通道、第二微量液体定量进样单元中的第二废液腔、第二废液腔排气通 道、第二倒V型液体定量腔、第二液体打断进气通道和气体阻断阀排气通道的SiO2掩模图 形；步骤二、在步骤一获得的SiO2掩模图形上蒸镀1 μ m厚的铝膜，然后在所述铝膜上 旋涂光刻胶，进行光刻和铝腐蚀后获得第一微量液体定量进样单元中的第一废液腔、第一 废液腔排气通道和第一倒V型液体定量腔的铝掩模图形；步骤三、在步骤一和步骤二获得的SiO2掩模图形和铝掩模图形的双层的Si单晶 片上旋涂光刻胶，然后对所述的Si单晶片曝光、显影获得包括第一微量液体定量进样单元 中的第一废液腔、第一废液腔排气通道、第一倒V型液体定量腔、第一液体打断进气通道、 液体出口通道、第二微量液体定量进样单元中的第二废液腔、第二废液腔排气通道和第二 倒V型液体定量腔的光刻胶掩模图形；步骤四、将步骤一获得的SiO2掩模图形、步骤二获得的铝掩模图形和步骤三获得 的光刻胶掩模图形的三层掩模图形的Si单晶片进行ICP干法刻蚀，获得Si基阴模模具；所 述ICP干法刻蚀的过程为步骤A、首先刻蚀140 μ m，然后除去光刻胶掩模，获得含有铝掩模图形和SiO2的掩 模图形；步骤B、在步骤A的基础上继续刻蚀70 μ m,然后除去铝掩模，获得含有SiO2的掩 模图形；步骤C、在步骤B的基础上继续刻蚀30 μ m,获得第一微量液体定量进样单元中的 第一倒V型液体定量腔、第一废液腔、第一废液腔排气通道、第一液体打断进气通道、液体出口通道、第二微量液体定量进样单元中的第二倒V型液体定量腔、第二废液腔、第二废液 腔排气通道、第二液体打断进气通道和气体阻断阀排气通道的Si基结构，并将所述的Si基 结构作为Si基阴模模具；步骤五、采用微模铸工艺，将液态的PDMS浇注于步骤四获得的Si基阴模模具上； 然后对其进行真空脱气、加热、冷却后脱模，获得PDMS阳模模具；步骤六、在步骤五获得的PDMS阳模模具上继续浇注液态PDMS ；然后对其进行真空 脱气、加热、冷却后脱模，获得PDMS基片；步骤七、采用打孔器在步骤六获得的PDMS基片上打孔；包括第一排气孔、第一液 体进样孔、第一进气孔、第二排气孔、第二液体进样孔、第二进气孔和第三排气孔；步骤八、将步骤七打孔后的PDMS基片与玻璃片贴合，获得离心式的双通道微量液
体定量装置。本发明的原理本发明的双通道微量液体定量进样结构由两个液体定量进样单元 构成，适用于离心式微流控芯片中混合单元前级的液体定量进样。由两个相连的倒V形定 量进样单元构成。通过对液体定量腔结构的设计，使其满足进样液体能够发生毛细流动的 条件，并设置台阶阀令其毛细流动截止。由于液体与微通道内表面的浸润性不同，为控制两 种液体流动的同步，除设置台阶阀外，在两倒V形定量进样单元相连处还设置有气体阻断 阀，以保证两种液体进样后均能停留于两定量进样单元连接点附近，以便当再次离心时两 路液体能同时进入混合器完成混合。为实现对液体的定量，其定量腔设计为倒V形结构，在 其拐点处设置一台阶阀，并与一带有进气孔的通道相连接，当液体充满定量腔再次离心时， 在离心力的作用下，通道内的液体将向圆周方向流动，而通道内的气体将向圆心方向移动。 位于倒V形定量腔拐点下方的进气孔将会有气体进入定量腔内，截断两定量腔内的液体， 使两定量腔外侧的液体分别流进两侧废液腔，两定量腔内的液体为定量后液体。在单元一 中，定量腔内侧的液体向两定量单元连接点处流动，定量腔与液体出口通道处的锥形台阶 阀开启，定量腔内侧的液体通过锥形台阶阀进入混合器单元；在单元二中，定量腔内侧的液 体向两定量单元连接点处流动，并对气体阻断阀中的气体产生压力，使气体阻断阀中的气 体经排气通道排除，定量腔内侧的液体通过气体阻断阀进入混合器单元。最终使两定量单 元中的液体进入混合器中发生混合。本发明的有益效果采用倒V形定量腔，利用气体截断的方法实现了两种微量液 体同步定量进样的目的，且只需一次离心即能实现两种液体同时定量进样的结构，该结构 无需制作疏水区微阀，其结构简单紧凑，易于与其它器件集成；利用材料本身性质，无需进 行表面亲/疏水性处理，制作工艺简单，成本低廉；在液体出口通道内设置锥形台阶阀，有 效消除了进样后定量腔内的液体残留，使液体定量精度得以提高。以提高微流控芯片系统 生化检测的快捷性和准确性；本发明所述装置能够实现微升乃至纳升量级双通道液体定量 进样的新型结构。
图1是本发明双通道微量液体定量进样结构的立体示意图；图2是图1中所示PDMS基片1的结构示意图；图3是图2中所示的PDMS基片1的A-A剖面示意图4是图2中所示的PDMS基片1的B-B剖面示意图。图中1、PDMS基片，2、玻璃片，3、第一废液腔，4、第一废液腔排气通道，5、第一排 气孔，6、第一液体进样孔，7、第一倒V型液体定量腔，8、第一液体打断进气通道，9、第一进 气孔，10、液体出口通道，11、第一台阶阀，12、第二台阶阀，13、第二废液腔，14、第二废液腔 排气通道，15、第一排气孔，16、第二液体进样孔，17、第二倒V型液体定量腔，18、第二液体 打断进气通道，19、第二进气孔，20、气体阻断阀排气通道，22、第三台阶阀，23、第四台阶阀， 24、第五台阶阀。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1至图4说明本实施方式，一种离心式双通道微量液体定 量进样装置，由PDMS基片1和玻璃片2组成，所述PDMS基片1贴置在玻璃片2的表面上； 所述PDMS基片1的表面上设置有第一微量液体定量进样单元和第二微量液体定量进样单 元；所述第一微量液体定量进样单元包括第一废液腔3、第一废液腔排气通道4、第一 液体进样孔6、第一倒V型液体定量腔7、第一液体打断进气通道8和液体出口通道10 ；所 述第一废液腔排气通道4设置在第一废液腔3上；所述第一倒V型液体定量腔7的一端与 第一液体进样孔6的一端连通，第一液体进样孔6的另一端与第一废液腔3连通；所述第一 倒V型液体定量腔7与第一液体进样孔6之间设置第一液体打断进气通道8，所述第一倒V 型液体定量腔7的另一端与液体出口通道10连通；所述第二微量液体定量进样单元包括第二废液腔13、第二废液腔排气通道14、第 二液体进样孔16、第二倒V型液体定量腔17、第二液体打断进气通道18和气体阻断阀排气 通道20 ；所述第二废液腔排气通道14设置在第二废液腔13上；所述第二倒V型液体定量 腔17的一端与第二液体进样孔16的一端连通；第二液体进样孔16的另一端与第二废液腔 13连通，所述第二液体进样孔16与第二倒V型液体定量腔17之间设置有第二液体打断进 气通道18，所述第二倒V型液体定量腔17的另一端与第一倒V型液体定量腔7连通；所述 气体阻断阀排气通道20设置在第二倒V型液体定量腔17的末端前；所述第一废液腔3、第 一废液腔排气通道4和第一倒V型液体定量腔7的深度相同，所述第二废液腔13、第二废液 腔排气通道14和第一液体打断进气通道8、第二倒V型液体定量腔17和液体出口通道10 的深度相同，所述第二液体打断进气通道18和气体阻断阀排气通道20的深度相同，所述第 一倒V型液体定量腔7与第二倒V型液体定量腔17和液体出口通道10的宽度相同。本实施方式所述的气体阻断阀排气通道20设置在第二倒V型液体定量腔17的末 端前是指气体阻断阀排气通道20的位置可以在第一倒V型液体定量腔7与第二倒V型液 体定量腔连通的位置之前的任意位置即可。本实施方式所述的第一微量液体定量进样单元还包括第一排气孔5、第一进气孔 9、第一台阶阀11和第二台阶阀12，所述第一排气孔5设置在第一废液腔排气通道4的上 部；第一进气孔9设置在第一液体打断进气通道8上；所述第一液体打断进气通道8与第一 倒V型液体定量腔7的连接处设置有第一台阶阀11 ；所述第一倒V型液体定量腔7与液体 出口通道10连通处设置有第二台阶阀12。本实施方式所述的第二微量液体定量进样单元还包括第二排气孔15、第二进气孔19、第三台阶阀22、第四台阶阀23和第五台阶阀24 ；所述第二排气孔15设置在第二废液腔 排气通道14的上部，第二进气孔19设置在第二液体打断进气通道18上；所述第二液体打 断进气通道18与第二倒V型液体定量腔17的连接处设置有第三台阶阀22 ；所述第二倒V 型液体定量腔17与第一倒V型液体定量腔7连通处设置第五台阶阀24 ；所述气体阻断阀 排气通道20与第二倒V型液体定量腔17的连接处设置第四台阶阀23。本实施方式所述的第一排气孔5、第一液体进样孔6、第一进气孔9、第二排气孔 15、第二液体进样孔16、第二进气孔19和第三排气孔21为通孔结构。本实施方式所述的第一排气孔5、第一进气孔9、第二排气孔15、第二进气孔19和 第三排气孔21的直径相同。本实施方式所述的第一倒V型液体定量腔7、第二倒V型液体定量腔17出口通道 10的宽度可以为800 μ m;所述第一废液腔排气通道4、第二废液腔排气通道14、宽度均为 200 μ m ；第一液体进样孔6和第二液体进样孔16的直径均为1000 μ m ；第一排气孔5、第一 进气孔9、第二排气孔15、第二进气孔19和第三排气孔21的直径为300 μ m ；所述第一废液 腔3和第二废液腔13的宽度可以为1400 μ m，长度为2400 μ m，底部为半圆形。
具体实施方式
二、本实施方式为具体实施方式
一所述的一种离心式双通道微量液 体定量进样装置的制作方法，该方法由以下步骤完成步骤一、在SiO2单晶片的表面上旋涂光刻胶，光刻出所述第一微量液体定量进样 单元中的第一废液腔3、第一废液腔排气通道4、第一倒V型液体定量腔7、第一液体打断进 气通道8、液体出口通道10、第二微量液体定量进样单元中的第二废液腔13、第二废液腔排 气通道14、第二倒V型液体定量腔17、第二液体打断进气通道18和气体阻断阀排气通道20 的SiO2掩模图形；步骤二、在步骤一获得的SiO2掩模图形上蒸镀1 μ m厚的铝膜，然后在所述铝膜上 旋涂光刻胶，进行光刻和铝腐蚀后获得第一微量液体定量进样单元中的第一废液腔3、第一 废液腔排气通道4和第一倒V型液体定量腔7的铝掩模图形；步骤三、在步骤一和步骤二获得的SiO2掩模图形和铝掩模图形的双层的Si单晶 片上旋涂光刻胶，然后对所述的Si单晶片曝光、显影获得包括第一微量液体定量进样单元 中的第一废液腔3、第一废液腔排气通道4、第一倒V型液体定量腔7、第一液体打断进气通 道8、液体出口通道10、第二微量液体定量进样单元中的第二废液腔13、第二废液腔排气通 道14和第二倒V型液体定量腔17的光刻胶掩模图形；步骤四、将步骤一获得的SiO2掩模图形、步骤二获得的铝掩模图形和步骤三获得 的光刻胶掩模图形的三层掩模图形的Si单晶片进行ICP干法刻蚀，获得Si基阴模模具；所 述ICP干法刻蚀的过程为步骤A、首先刻蚀140 μ m，然后除去光刻胶掩模，获得含有铝掩模图形和SiO2的掩 模图形；步骤B、在步骤A的基础上继续刻蚀70 μ m,然后除去铝掩模，获得含有SiO2的掩 模图形；步骤C、在步骤B的基础上继续刻蚀30 μ m,获得第一微量液体定量进样单元中的 第一倒V型液体定量腔7、第一废液腔3、第一废液腔排气通道4、第一液体打断进气通道8、 液体出口通道10、第二微量液体定量进样单元中的第二倒V型液体定量腔17、第二废液腔13、第二废液腔排气通道14、第二液体打断进气通道18和气体阻断阀排气通道20的Si基 结构，并将所述的Si基结构作为Si基阴模模具；步骤五、采用微模铸工艺，将液态的PDMS浇注于步骤四获得的Si基阴模模具上； 然后对其进行真空脱气、加热、冷却后脱模，获得PDMS阳模模具；步骤六、在步骤五获得的PDMS阳模模具上继续浇注液态PDMS ；然后对其进行真空 脱气、加热、冷却后脱模，获得PDMS基片1 ；步骤七、采用打孔器在步骤六获得的PDMS基片1上打孔；包括第一排气孔5、第一 液体进样孔6、第一进气孔9、第二排气孔15、第二液体进样孔16、第二进气孔19和第三排 气孔21 ；步骤八、将步骤七打孔后的PDMS基片1与玻璃片2贴合，获得离心式的双通道微
量液体定量装置。本实施方式中所述PDMS基片1的面板上全部为深浅不一的凹槽结构，其中，第一 废液腔3、第一废液腔排气通道4、第一倒V型液体定量腔7的深度可以为30 μ m ；第二废液 腔13、第二废液腔排气通道14、第一液体打断进气通道8、液体出口通道10和第二倒V型 液体定量腔18的深度可以为200 μ m ；第二液体打断进气通道18和气体阻断阀排气通道20 的深度可以为240μπι;本实施方式中步骤一所述的SiO2单晶片的厚度为380 μ m、600 μ m或者800 μ m。本实施方式中步骤一所述Si单晶片为直径三英寸的双面抛光的氧化后的Si单晶 片。本实施方式中步骤五所述的液态PDMS与固化剂按10 1的比例混合而成。本实施方式中步骤五和步骤六所述的进行真空脱气、加热、冷却后脱模，获得PDMS 阳模模具；所述加热的温度为120°C，加热固化的时间为15分钟。本实施方式中步骤六获得的PDMS基片1的结构与步骤四获得的Si基阴模模具的 结构相同。本实施方式中所述的玻璃片2的材质为硼硅玻璃片，所述硼硅玻璃片的尺寸与Si 单晶片的尺寸相同；所述的硼硅玻璃片的厚度可以为1mm。
权利要求
一种离心式双通道微量液体定量进样装置，由PDMS基片(1)和玻璃片(2)组成，所述PDMS基片(1)贴置在玻璃片(2)的表面上；其特征是，所述PDMS基片(1)的表面上设置有第一微量液体定量进样单元和第二微量液体定量进样单元；所述第一微量液体定量进样单元包括第一废液腔(3)、第一废液腔排气通道(4)、第一液体进样孔(6)、第一倒V型液体定量腔(7)、第一液体打断进气通道(8)和液体出口通道(10)；所述第一废液腔排气通道(4)设置在第一废液腔(3)上；所述第一倒V型液体定量腔(7)的一端与第一液体进样孔(6)的一端连通，第一液体进样孔(6)的另一端与第一废液腔(3)连通；所述第一倒V型液体定量腔(7)与第一液体进样孔(6)之间设置第一液体打断进气通道(8)，所述第一倒V型液体定量腔(7)的另一端与液体出口通道(10)连通；所述第二微量液体定量进样单元包括第二废液腔(13)、第二废液腔排气通道(14)、第二液体进样孔(16)、第二倒V型液体定量腔(17)、第二液体打断进气通道(18)和气体阻断阀排气通道(20)；所述第二废液腔排气通道(14)设置在第二废液腔(13)上；所述第二倒V型液体定量腔(17)的一端与第二液体进样孔(16)的一端连通；第二液体进样孔(16)的另一端与第二废液腔(13)连通，所述第二液体进样孔(16)与第二倒V型液体定量腔(17)之间设置有第二液体打断进气通道(18)，所述第二倒V型液体定量腔(17)的另一端与第一倒V型液体定量腔(7)连通；所述气体阻断阀排气通道(20)设置在第二倒V型液体定量腔(17)的末端前；所述第一废液腔(3)、第一废液腔排气通道(4)和第一倒V型液体定量腔(7)的深度相同，所述第二废液腔(13)、第二废液腔排气通道(14)和第一液体打断进气通道(8)、第二倒V型液体定量腔(17)和液体出口通道(10)的深度相同，所述第二液体打断进气通道(18)和气体阻断阀排气通道(20)的深度相同，所述第一倒V型液体定量腔(7)与第二倒V型液体定量腔(17)的宽度相同。
2.根 据权利要求1所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置，其特征在于，所 述第一微量液体定量进样单元还包括第一排气孔(5)、第一进气孔(9)、第一台阶阀(11)和 第二台阶阀(12)，所述第一排气孔(5)设置在第一废液腔排气通道(4)的上部；第一进气 孔(9)设置在第一液体打断进气通道(8)上；所述第一液体打断进气通道(8)与第一倒V 型液体定量腔(7)的连接处设置有第一台阶阀(11)；所述第一倒V型液体定量腔(7)与液 体出口通道(10)连通处设置有第二台阶阀(12)。
3.根据权利要求1所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置，其特征在于， 所述第二微量液体定量进样单元还包括第二排气孔(15)、第二进气孔(19)、第三台阶阀(22)、第四台阶阀(23)和第五台阶阀(24)；所述第二排气孔(15)设置在第二废液腔排气 通道(14)的上部，第二进气孔(19)设置在第二液体打断进气通道(18)上；所述第二液体 打断进气通道(18)与第二倒V型液体定量腔(17)的连接处设置有第三台阶阀(22)；所述 第二倒V型液体定量腔(17)与第一倒V型液体定量腔(7)连通处设置第五台阶阀(24)； 所述气体阻断阀排气通道(20)与第二倒V型液体定量腔(17)的连接处设置第四台阶阀(23)。
4.根据权利要求2或3所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置，其特征在于， 所述第一排气孔(5)、第一液体进样孔(6)、第一进气孔(9)、第二排气孔(15)、第二液体进 样孔(16)、第二进气孔(19)和第三排气孔(21)为通孔结构。
5.根据权利要求2或3所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置，其特征在于，所述第一排气孔(5)、第一进气孔(9)、第二排气孔(15)、第二进气孔(19)和第三排气孔 (21)的直径相同。
6.基于权利要求1、2或3所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置的制作方 法，其特征是，该方法由以下步骤完成步骤一、在氧化后的Si单晶片的表面上旋涂光刻胶，光刻出所述第一微量液体定量进 样单元中的第一废液腔(3)、第一废液腔排气通道(4)、第一倒V型液体定量腔(7)、第一 液体打断进气通道(8)、液体出口通道(10)、第二微量液体定量进样单元中的第二废液腔 (13)、第二废液腔排气通道(14)、第二倒V型液体定量腔(17)、第二液体打断进气通道(18) 和气体阻断阀排气通道(20)的SiO2掩模图形；步骤二、在步骤一获得的SiO2掩模图形上蒸镀1 μ m厚的铝膜，然后在所述铝膜上旋涂 光刻胶，进行光刻和铝腐蚀后获得第一微量液体定量进样单元中的第一废液腔(3)、第一废 液腔排气通道(4)和第一倒V型液体定量腔(7)的铝掩模图形；步骤三、在步骤一和步骤二获得的SiO2掩模图形和铝掩模图形的双层的Si单晶片上 旋涂光刻胶，然后对所述的Si单晶片曝光、显影获得包括第一微量液体定量进样单元中的 第一废液腔(3)、第一废液腔排气通道(4)、第一倒V型液体定量腔(7)、第一液体打断进气 通道(8)、液体出口通道(10)、第二微量液体定量进样单元中的第二废液腔(13)、第二废液 腔排气通道(14)和第二倒V型液体定量腔(17)的光刻胶掩模图形；步骤四、将步骤一获得的SiO2掩模图形、步骤二获得的铝掩模图形和步骤三获得的光 刻胶掩模图形的三层掩模图形的Si单晶片进行ICP干法刻蚀，获得Si基阴模模具；所述 ICP干法刻蚀的过程为步骤A、首先刻蚀140 μ m，然后除去光刻胶掩模，获得含有铝掩模图形和SiO2的掩模图形；步骤B、在步骤A的基础上继续刻蚀70 μ m,然后除去铝掩模，获得含有SiO2的掩模图形；步骤C、在步骤B的基础上继续刻蚀30 μ m,获得第一微量液体定量进样单元中的第一 倒V型液体定量腔(7)、第一废液腔(3)、第一废液腔排气通道(4)、第一液体打断进气通道 (8)、液体出口通道(10)、第二微量液体定量进样单元中的第二倒V型液体定量腔(17)、第 二废液腔(13)、第二废液腔排气通道(14)、第二液体打断进气通道(18)和气体阻断阀排气 通道(20)的Si基结构，并将所述的Si基结构作为Si基阴模模具；步骤五、采用微模铸工艺，将液态的PDMS浇注于步骤四获得的Si基阴模模具上；然后 对其进行真空脱气、加热、冷却后脱模，获得PDMS阳模模具；步骤六、在步骤五获得的PDMS阳模模具上继续浇注液态PDMS ；然后对其进行真空脱 气、加热、冷却后脱模，获得PDMS基片(1)；步骤七、采用打孔器在步骤六获得的PDMS基片(1)上打孔；包括第一排气孔(5)、第一 液体进样孔(6)、第一进气孔(9)、第二排气孔(15)、第二液体进样孔(16)、第二进气孔(19) 和第三排气孔(21)；步骤八、将步骤七打孔后的PDMS基片(1)与玻璃片(2)贴合，获得离心式的双通道微量液体定量装置。
7.根据权利要求6所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置的制作方法，其特征在于，步骤一所述的SiO2单晶片的厚度为380 μ m、600 μ m或者800 μ m。
8.根据权利要求6所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置的制作方法，其特 征在于，步骤一所述Si单晶片为直径三英寸的双面抛光的氧化后的Si单晶片。
9.根据权利要求6所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置的制作方法，其特 征在于，步骤五和步骤六所述的进行真空脱气、加热、冷却后脱模，获得PDMS阳模模具；所 述加热的温度为120°C，加热固化的时间为15分钟。
10.根据权利要求6所述的一种离心式双通道微量液体定量进样装置的制作方法，其 特征在于，步骤六获得的PDMS基片(1)的结构与步骤四获得的Si基阴模模具的结构相同。
全文摘要
一种离心式双通道微量液体定量进样装置及其制作方法，涉及用于离心式双通道微量液体定量进样的进样结构，它解决了现有离心式微流控芯片中微量液体定量进样结构为单一液体定量结构，且制作过程复杂、集成精度低，使用时需要进行二次离心，操作过程繁琐的问题，它由PDMS基片和玻璃片组成，PDMS基片贴置在玻璃片的表面上；PDMS基片的表面上设置有两个微量液体定量进样单元；每个液体定量进样单元包括倒V型液体定量腔、液体打断进气通道、废液腔和液体出口通道等装置；每个倒V型液体定量腔一端与废液腔连通；倒V型液体定量腔另一端与液体出口通道连通；本发明适用于生化检测离心式微流控芯片内微量液体的定量进样领域。
文档编号G03F7/00GK101893525SQ20101022943
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者刘永顺, 刘震宇, 吴一辉, 张平, 武俊峰, 邓永波 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所