微流控管道的成型方法与流程

本发明主要涉及微流控成型技术，尤其涉及一种微流控管道的成型方法。

背景技术：

微流控装置常用于分子生物学(葡萄糖、乳糖分析)、dna分析(高通量测序)、临床病理学(疾病即时现场诊断)、细胞研究、环境控制、体外分选、培养、药物体外活体试验等。

微流控是一种精确控制和操控微尺度流体的技术。微流控研究的空间特征尺度范围在1微米至1毫米之间流体，在微观上的行为与宏观流体的行为的主要区别在于在微观尺度重力和惯性不再起主导作用。而表面张力，能量耗散，及流体阻力开始主导着流体行为。所以微流体仪器可以比传统实验条件获得更精细，更稳定的化学梯度。化学和物理性质(浓度，ph，温度，剪切力等)的高特异性也可以被确保。

但是微流控加工难度极高，常用加工方法类似于半导体芯片加工流程，一般耗时几天到几周甚至数月，且需要在超净间内完成，研发加工成本极高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作方便、成本低廉、成型难度低、可提高成型效率的微流控管道的成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种微流控管道的成型方法，包括以下步骤：

s1：制作基板和盖板：选取热缩材料制作基板和盖板；

s2：加工管槽和管口：在基板上加工微流控管槽，在盖板加工微流控管口，微流控管口包括流入口和流出口；

s3：清洗：对基板和盖板进行清洗以清理掉微流控管槽和微流控管口的碎屑；

s4：加热：将基板和盖板放置加热箱进行加热，使基板和盖板受热缩小；

s5：压平：将缩小的基板和盖板拿出进行压平处理；

s6：粘合：将盖板放置在基板上，使微流控管口与微流控管槽位置对应，将盖板和基板粘合在一起。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤s1中，基板和盖板的厚度为0.1mm-1mm。

在步骤s2中，利用铣削加工出微流控管槽和微流控管口，微流控管槽的深度为0.01mm-0.3mm，微流控管口的深度为0.1mm-1mm，微流控管槽的宽度为0.01mm-0.3mm。

在步骤s3中，用无水乙醇对对基板和盖板进行清洗以清理掉微流控管槽和微流控管口的碎屑。

在步骤s4中，加热温度为250℃至450℃，加热时间为20s至60s。

在加热前对加热箱进行预热。

在步骤s6中，将对应好的盖板和基板放置在加热箱内加热30s-120s进行粘合。

在步骤s1中，选取热缩材料为聚乙烯或pvc聚氯乙烯或pet聚对苯二甲酸类塑料。

在铣削加工时，沿同一加工路径进行多次铣削。

在步骤s2中，利用激光切割加工出微流控管槽和微流控管口，微流控管槽的深度为0.01mm-0.3mm，微流控管口的深度为0.1mm-1mm，微流控管槽的宽度为0.01mm-0.3mm，沿同一加工路径进行多次激光切割。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的微流控管道的成型方法，采用该方法，通过传统毫米级加工方法在热缩材料上加工出微流控管槽和微流控管口，再对其进行加热，利用热缩材料受热收缩的的特性，成型出微流控管道所需的尺寸，微流控管道水平尺寸缩小为原来的三分之一，面积缩小为九分之一，管道宽度缩小后小于100微米。由于热塑材料特性，在管道宽度缩小后，管道厚度会有所增加，可以根据需求调整第一步当中的切削深度。其成型难度低，提高了成型效率、降低了成本。

附图说明

图1是本发明微流控管道的成型方法的流程图。

图2是本发明微流控管道的成型方法中基板的结构示意图。

图3是本发明微流控管道的成型方法中盖板的结构示意图。

图4是本发明中基板和盖板热缩前的俯视结构示意图。

图5是本发明中基板和盖板热缩后的俯视结构示意。

图6是本发明中基板和盖板热缩前的截面结构示意图。

图7是本发明中基板和盖板热缩后的截面结构示意图。

图中各标号表示：

1、基板；11、微流控管槽；2、盖板；21、微流控管口。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1至图7示出了本发明微流控管道的成型方法的一种实施例，包括以下步骤：

s1：制作基板和盖板：选取热缩材料制作基板1和盖板2；

s2：加工管槽和管口：在基板1上加工微流控管槽11，在盖板2加工微流控管口21，微流控管口21包括流入口和流出口；

s3：清洗：对基板1和盖板2进行清洗以清理掉微流控管槽11和微流控管口21的碎屑；

s4：加热：将基板1和盖板2放置加热箱进行加热，使基板1和盖板2受热缩小；

s5：压平：将缩小的基板1和盖板2拿出进行压平处理；

s6：粘合：将盖板2放置在基板1上，使微流控管口21与微流控管槽11位置对应，将盖板2和基板1粘合在一起。

采用该方法，通过传统毫米级加工方法在热缩材料上加工出微流控管槽11和微流控管口21，再对其进行加热，利用热缩材料受热收缩的的特性，成型出微流控管道所需的尺寸，微流控管道水平尺寸缩小为原来的三分之一，面积缩小为九分之一，管道宽度缩小后小于100微米。由于热塑材料特性，在管道宽度缩小后，管道厚度会有所增加，可以根据需求调整第一步当中的切削深度。其成型难度低，提高了成型效率、降低了成本。

本实施例中，在步骤s1中，基板1和盖板2的厚度为0.1mm-1mm。具体的基板1和盖板2的厚度设置为1mm。

本实施例中，在步骤s2中，利用铣削加工出微流控管槽11和微流控管口21，微流控管槽11的深度为0.01mm-0.3mm，微流控管口21的深度为0.1mm-1mm，微流控管槽11的宽度为0.01mm-0.3mm。具体的微流控管槽11的深度和宽度设置为0.05mm，微流控管口21的深度为1mm贯穿盖板2与微流控管槽11相通。

本实施例中，在步骤s3中，用无水乙醇对基板1和盖板2进行清洗以清理掉微流控管槽11和微流控管口21的碎屑。用无水乙醇清洗以清理碎屑，保证后续的成型质量。

本实施例中，在步骤s4中，加热温度为250℃至450℃，加热时间为20s至60s。具体的加热温度为320℃，加热时间为30s，或者直至热缩材料无法继续缩小为止。

本实施例中，在加热前对加热箱进行预热。对加热箱进行预热提高了后续的加热效果。

本实施例中，在步骤s6中，将对应好的盖板2和基板1放置在加热箱内加热30s-120s进行粘合。将缩小体积后的盖板2和基板1拿出压平，然后将对应好的盖板2和基板1放置在加热箱内加热45s，使盖板2和基板1粘合。

本实施例中，在步骤s1中，选取热缩材料为聚乙烯或pvc聚氯乙烯或pet聚对苯二甲酸类塑料。具体的，选取热缩材料为pvc聚氯乙烯，在其它实施例中，可还可选取聚乙烯pet聚对苯二甲酸类塑料，只需保证具有加热后具有体积尺寸缩小特性的热缩材料即可。

本实施例中，在铣削加工时，沿同一加工路径进行多次铣削。为保证管道壁光滑没有毛刺，可以在一加工路径进行多次铣削。

在另一实施例中，在步骤s2中，利用激光切割加工出微流控管槽11和微流控管口21，微流控管槽11和微流控管口21的深度为0.01mm-0.5mm，微流控管槽11的宽度为0.01mm-0.5mm，沿同一加工路径进行多次激光切割。同样保证了管道壁光滑没有毛刺。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。