本发明涉及实验用具
技术领域：
，具体而言，涉及一种微流控芯片及其制备工艺。
背景技术：
：微流控芯片(微型实验室)是针对传统的宏观实验室来讲的，传统的实验是通过一些比较大的实验器具协同来完成的，实验所占据的空间比较大，耗费的试剂比较多，时间比较长，特别是一些稀有珍贵试剂，用传统实验方法来做实验成本很高。而微流控芯片的作用就是将传统宏观实验系统微型化，集成化，利用微机电系统、流体力学、化学、生物学等相关知识，可以将传统的一些检测集成在一个很微小的系统里完成，加快检测时间，减少试剂量，提高准确性，并且由于系统变得很小方便组合，可以一次性就做很多项目的检测，提高一次检测的通量，实现高通量检测。微流控芯片的优势使之在科研实验室得到推广，但它的产业化制造却一直进展缓慢，因为微型的加工制造和流体的状态与宏观的有比较大的区别，工艺上要求更严格，成本高。目前的微流控芯片加工工艺主要有微机械加工、微注塑、热压、pdms翻印、吸塑等。与本专利最接近的现有技术是pdms(聚二甲基硅氧烷)翻印微流控芯片技术，pdms这种材质本身具有良好的生物惰性和化学惰性，成本也不高，在化学分析检测和生物医疗检测方面应用前景广泛。现有的pdms翻印技术存在一些缺点，例如：模具制造成本高，不耐用，并且有些深宽比比较大、间距狭窄的结构模板加工难度较大，常用的光刻加工法加工出来的模具容易损坏，不利于产业化应用。其次，pdms翻印技术效率低，产量低，只适合于实验室搞科研或者对用量需求小的场合。且翻印出来的pdms膜由于pdms这种材质本身富有弹性，原料粘度较高，流动性不是太好，对于流道复杂密集的pdms芯片，成型后结构形状不是很规整。由于pdms膜的化学惰性，不易与别的材质粘结在一起，用等离子和一些特殊的表面改性方法也只能让其与另外的pdms膜、玻璃、硅等少数材质的芯片粘结。也有一些技术是先将pdms膜芯片表面改性，然后用502、ab胶等粘结，并且这些胶水有些是快干胶，留给后续对位贴膜的时间很少，有些是粘度较高的胶，不能实现大面积产业化雾化喷涂，导致涂胶厚度不均，效率低下。所以对pdms膜需要先进行表面改性处理，但等离子和特殊的表面改性工艺比较麻烦，参数控制要求严格，不大适宜产业化。最后，贴膜效率低，产量受限，质量不容易控制。技术实现要素：本发明的第一目的在于提供一种微流控芯片的制备工艺，该制备工艺采用刀模将pdms膜冲切加工为具有微通道的微流控基片，尤其是对于遇到深宽比大、复杂密集的微流道结构的微流控基片，冲切出的流道更加规整，成型度高，且冲切出的基片规则不易变形，该制备工艺具有生产效率高，产量大且质量稳定的优点。本发明的第二目的在于提供一种微流控基片，该基片具有为微流道规整不易变形的优点。本发明的第三目的在于提供一种微流控芯片，该微流控芯片具有微流道规整不易变形、芯片质量高的优点。本发明是这样实现的：本发明实施例提供一种微流控芯片的制备工艺，其包括有以下步骤：粘结剂的制备步骤：按照重量份数，粘结剂的制备步骤包括将以下原料混合：70～90份有机硅、10～30份碳酸钙、0.5～1.0份催化剂以及0.5～1.0份添加剂(n/a)。混合后，抽真空或者离心法去除气泡，用混均设备混匀，然后封装。具体地，粘结剂为有机硅粘结剂，其固化前的性能如表1所示，固化后的性能如表2所示，需要说明的是，表中数据均在25℃，相对湿度55％的条件下固化七天后所测。表1固化前的性能项目单位参数值检测方法外观——透明液体目视密度g/cm30.8±0.02gb/t13354-92固含量％40gb/t2793-1995粘度mpa.s75～95gb/t1723-1993折射率——1.48～1.50gb/t6488-2008表干时间min15～20指触法表2固化后的性能目前市面上通用的方法是采用二甲苯等稀释剂直接稀释，但是这些稀释剂往往存在不环保、有毒性等缺点。本申请采用的粘结剂无需稀释，而且采用改变生产有机硅粘结剂的中间体和合成催化剂，使之粘度降低，这种制备方法制备的有机硅粘结剂更加环保。进一步地，本发明采用pdms卷材膜，是一种提前用液态pdms原料制作好了的膜，制备后卷成卷，方便运输和储藏。需要说明的是，也可以采用也可以采用pdms(聚二甲基硅氧烷)膜的制备步骤：将pdms原料，即pdms预聚体与固化剂按照10：1的体积比混合，去除气泡后，于60℃～120℃下固化即得到pdms膜。在pdms翻印技术中，需要将pdms原料按照比例混合，再将pdms浇铸于模具上，在一定温度下加热固化，将pdms材料从模具上剥落下来得到具有微通道的微流控基片。但是由于每个模具上需要的pdms的量都很小，不能一次性大量的制备pdms，混合制备后，如果不能及时用完，通常2h后pdms就逐渐固化，不能再用于翻印，造成浪费，导致调胶的工作量大，费时费力。因此，本发明实施例采用的是在采用刀模冲切的方式，将pdms膜加工成具有微流道的pdms基片。需要说明的是，在本发明的一些实施例中，pdms膜直接采用制备好的pdms卷材。pdms膜的加工步骤：将刀模固定在冲床工作台上，根据冲切需求设定好冲切参数，将原料pdms卷材膜放在滚筒张紧传送装置上，利用滚筒张紧传送装置把原料pdms膜运送到冲床冲头与刀模之间。若需要套位冲切在冲床上加装套位装置，然后启动冲床工作，就能连续自动的将pdms膜冲切出各种流道形状的微流控基片，这种基片外形规整，方便后续的对位贴膜。冲床有自动计数功能，根据设定的参数就能大量的生产。需要说明的是，套位装置主要针对复杂流道结构。刀模的加工技术已经相当成熟，在加工步骤中，根据流道的复杂和密集程度设计成一次冲切刀模、两次套位冲切刀模或者更多次数的套位冲切刀模。优选地，采用1次冲切刀具对流道进行加工。尤其是对于深宽比大、复杂密集的流道结构，刀模采用套位冲切的办法，把一次冲切变成几次，这样就避开狭小空间结构的限制，降低刀模加工难度，同时保证冲切的质量。刀模材料采用专业的刀模用钢，使用寿命长。封接步骤：pdms基片加工完后，根据微流控芯片的设计与各种材质的盖片通过粘结剂喷胶贴合在一起。与翻印的pdms膜微流控芯片不同，本发明实施例提供的制备工艺制备的微流控基片在涂胶前不需要表面改性。采用粘结剂就可以将微流控基片与微流控盖片封接在一起。该粘结剂固化后有弹性，不会因为胶水固化变硬，造成pdms膜应力变形。进一步地，封接步骤可以将两层以上的由pdms加工步骤制得的具有不同厚度、不同微流道结构的微流控基片喷胶贴合以形成复合微流控基片。复合微流控基片能够满足更加复杂的微流道结构的需求。进一步地，在本发明实施例中，优选采用雾化喷涂的方式将粘结剂喷涂于微流控基片或微流控盖片上，粘结剂的涂覆厚度可控，涂覆厚度主要由喷胶机的性能和粘结剂的粘度决定，粘结剂粘度越低，可以喷涂的越薄，越均匀，喷胶机性能越好，可以控制喷出的胶更均匀，更薄。喷涂厚度一般0.01㎜以上。喷胶后，采用贴膜机将微流控基片或复合微流控基片贴附到微流控盖片上。自动贴膜机效率高，贴膜质量高且稳定，等20h～30h后粘结剂固化，即可完成。pdms翻印芯片技术制造出来的pdms膜芯片外形不够规整，尺寸误差大，无法用自动贴膜机或者治具对外形进行准确定位，只能手工对位，效率低，贴合质量很难有效控制。新工艺刀模冲切出来的pdms膜芯片外形规则，尺寸误差小，方便用自动贴膜机和治具定位，贴膜效率高，贴合质量稳定。一种微流控基片，其由上述的制备工艺中pdms膜的加工步骤加工制得。一种微流控芯片，其由上述制备工艺制得。本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种微流控芯片的制备工艺，该制备工艺采用刀模将pdms膜冲切加工为具有微通道的微流控基片，尤其是对于遇到深宽比大、复杂密集的微流道结构的微流控基片，冲切出的流道更加规整，成型度高，且冲切出的基片规则不易变形，该制备工艺具有生产效率高，产量大且质量稳定的优点。本发明还提供了一种微流控基片以及微流控芯片，该微流控芯片具有微流道规整不易变形、芯片质量高的优点。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本发明实施例提供一种微流控芯片的制备工艺，其包括有以下步骤：粘结剂的制备步骤：按照重量份数，粘结剂的制备步骤包括将以下原料混合：80份有机硅(70131-67-8)、20份碳酸钙(471-34-1)、1.0份催化剂(68611-44-9)以及1.0份添加剂(n/a)。混合后，抽真空或者离心法去除气泡，用混均设备混匀，然后封装。pdms膜的加工步骤：将刀模固定在冲床工作台上，根据冲切需求设定好冲切参数：针对0.2mm厚的pdms膜，膜厚0.2mm加上保护层厚度0.1mm共0.3mm，设置冲床冲击力500公斤，冲床冲头刚接触到刀模压板时设置z轴坐标为0，然后向下再冲0.32mm，把冲切下来的废料通过刀模的排屑孔排走，就能在膜上冲切出微流道来。将原料pdms膜放在滚筒张紧传送装置上，利用滚筒张紧传送装置把原料pdms膜运送到冲床冲头与刀模之间。套位冲切在冲床上加装套位装置，然后启动冲床工作，连续自动的将pdms膜冲切出各种流道形状的微流控基片。在加工步骤中，根据流道的复杂和密集程度设计成两次套位冲切刀模。封接步骤：pdms基片加工完后，根据微流控芯片的设计与各种材质的盖片通过粘结剂封接在一起。具体地，采用雾化喷涂的方式将粘结剂喷涂于微流控基片或微流控盖片上，粘结剂的涂覆厚度为0.02mm，。喷胶后，采用贴膜机自动贴膜。自动贴膜机效率高，贴膜质量高且稳定，等20h后粘结剂固化，需要说明的是，在其他实施例中，以30～40℃烘烤1～3小时来加快固化速度，缩短固化时间。实施例2本发明实施例提供一种微流控芯片的制备工艺，其与实施例1提供的制备工艺大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：粘结剂的制备步骤同上。pdms膜的加工步骤：将刀模固定在冲床工作台上，根据冲切需求设定好冲切参数：比如针对0.3毫米厚的pdms膜，膜厚0.3毫米加上保护层厚度0.1毫米共0.4毫米，设置冲床冲击力500公斤，冲床冲头刚接触到刀模压板时设置z轴坐标为0，然后向下再冲0.42毫米，把冲切下来的废料通过刀模的排屑孔排走，就能在膜上冲切出微流道来。将原料pdms膜放在滚筒张紧传送装置上，利用滚筒张紧传送装置把原料pdms膜运送到冲床冲头与刀模之间。套位冲切在冲床上加装套位装置，然后启动冲床工作，连续自动的将pdms膜冲切出各种流道形状的微流控基片。在加工步骤中，根据流道的复杂和密集程度设计成三次套位冲切刀模。封接步骤：微流控基片加工完后，根据微流控芯片的设计将微流控基片与各种材质的盖片通过粘结剂封接在一起。具体地，采用雾化喷涂的方式将粘结剂喷涂于微流控基片或微流控盖片上，粘结剂的涂覆厚度为0.01mm，。喷胶后，采用贴膜机自动贴膜。自动贴膜机效率高，贴膜质量高且稳定，40℃烘烤3小时固化粘结剂，即可完成。对比例1验证实施例1、2提供的制备工艺的性能。采用实施例1、2提供的制备工艺制备微流控芯片，与现有技术(现有的pdms翻印技术)的微流控芯片进行比较，比较结果如表3所示。表3比较结果由表3可知，相对于现有技术而言，本实施例提供的制备工艺能够以低成本高质量的方式生产微流控芯片。综上，本发明提供了一种微流控芯片的制备工艺，该制备工艺采用刀模将pdms膜冲切加工为具有微通道的微流控基片，尤其是对于遇到深宽比大、复杂密集的微流道结构的微流控基片，冲切出的流道更加规整，成型度高，且冲切出的基片规则不易变形，该制备工艺具有生产效率高，产量大且质量稳定的优点。本发明还提供了一种微流控基片以及微流控芯片，该微流控芯片具有为微流道规整不易变形、芯片质量高的优点。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12