一种星-树型复合结构的MHD微流控芯片的制作方法

本发明涉及化学试剂或生物医药检测技术领域，尤其是一种星-树型复合结构的 MHD微流控芯片。

背景技术：

微流控芯片将化学试剂或生物医药的制备、反应、检测集成于微米量级的芯片上，通过洛伦兹力驱动离子液体，将其送入不同的检测室进行反应检测。在微流控芯片上，只需要微升甚至纳升的试剂样品便可高精度完成检测流程，相比于其他检测方法大大节省了试剂样品的消耗。目前市场上的微流控芯片大多使用的是机械驱动方式，只能进行单一样品检测，且体积过大的弊处不利于集成化发展。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种星-树型复合结构的MHD微流控芯片，能够通过改变不同流道的电势差从而控制不同流道的洛伦兹力，将离子液体送入最终的检测室进行反应检测。

为解决上述技术问题，本发明提供一种星-树型复合结构的MHD微流控芯片，包括：待测样品注入口1、MHD驱动泵2、检测区3、二号主流道4、三号主流道5、四号主流道6、五号主流道7、第一支流道8、第二支流道9、第三支流道10和第四支流道11；待测样品注入口1与MHD驱动泵2位于一号主流道，一号主流道、二号主流道4、三号主流道5、四号主流道6、五号主流道7相连，一号主流道末尾分支为第一支流道8、第二支流道9，第一支流道8末尾又分为第三支流道10和第四支流道11，每条支流道都与一个检测区3相连，在检测区3进行反应。

优选的，MHD驱动泵2包括：石英玻璃片12、永磁铁13、微流道层14、电极连接柱15、电极16、微流道17、PDMS覆盖层18、检测样品注入口19、储液室20、检测室21和观测口22；从上至下由三层结构组成，第一层为PDMS覆盖层18，在该层上留有电极连接柱15的出口、检测样品注入口19和观测口22；第二层为微流道层14，在该层上光刻有微流道17，在管壁上电镀有电极16和电极连接柱15相连接，微流道 17的正下面方嵌入一个永磁铁13，在该层还包含有储液室20和检测室21；第三层为石英玻璃片12，刻有永磁铁13的凹槽。

优选的，微流控芯片使用石英玻璃作为基底，在其上用曝光机光刻微流道，流道的截面为正方形，宽和高均为600微米。

优选的，电极16的材料是铂或金。

优选的，PDMS覆盖层18是一层柔性薄膜，材料为聚二甲基硅氧烷。

本发明的有益效果为：本发明只需要微升甚至纳升的试剂样品便可高精度完成检测流程，可进行多种样品检测，且体积小易于集成。

附图说明

图1为本发明的芯片结构示意图。

图2为本发明的MHD驱动泵结构示意图。

图3为本发明的储液室结构示意图。

图4为本发明的检测室结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种星-树型复合结构的MHD微流控芯片，包括：待测样品注入口1、 MHD驱动泵2、检测区3、二号主流道4、三号主流道5、四号主流道6、五号主流道7、第一支流道8、第二支流道9、第三支流道10和第四支流道11；待测样品注入口1与 MHD驱动泵2位于一号主流道，一号主流道、二号主流道4、三号主流道5、四号主流道6、五号主流道7相连，一号主流道末尾分支为第一支流道8、第二支流道9，第一支流道8末尾又分为第三支流道10和第四支流道11，每条支流道都与一个检测区3相连，在检测区3进行反应。

本发明在主流道结尾处有分支，通过在下一级支流道施加相反的洛伦兹力驱动离子液体进入不同流道，形成MHD流体开关，横向上可分为N级，中间为星型结构，在流道末尾处添加树形结构的流道，一层一层的拓展下去，可以节约空间。

如图2-4所示，MHD驱动泵2包括：石英玻璃片12、永磁铁13、微流道层14、电极连接柱15、电极16、微流道17、PDMS覆盖层18、检测样品注入口19、储液室20、检测室21和观测口22；从上至下由三层结构组成，第一层为PDMS覆盖层18，在该层上留有电极连接柱15的出口、检测样品注入口19和观测口22；第二层为微流道层14，在该层上光刻有微流道17，在管壁上电镀有电极16和电极连接柱15相连接，微流道 17的正下面方嵌入一个永磁铁13，在该层还包含有储液室20和检测室21；第三层为石英玻璃片12，刻有永磁铁13的凹槽。

本发明将MHD流体开关应用于微流控芯片，通过改变不同流道的电势差从而控制不同流道的洛伦兹力，将离子液体送入最终的检测室进行反应检测。微流控芯片包括检测液体的注入口、观测口、MHD驱动泵、检测液体的检测室、储液室、基底层、覆盖层以及微流道层。微流控芯片使用石英玻璃作为基底，在其上用曝光机光刻上如图1所示的微流道，然后再覆盖上材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的覆盖层。流道的界面是正方形，其宽和高皆为600微米左右，MHD驱动泵的电极是在微流道两侧壁电镀上化学性稳定的金属材料，在其下侧是永磁铁，微型永磁铁产生匀强磁场，液体在电场和磁场的共同作用下而受到洛伦兹力，通过控制电极的电势差控制微流控芯片中样品、试剂的流动和流向到达所需要分析的检测室。

使储液室20的样品流向检测区3：首先，通过检测样品注入口19向检测区3注入样品，然后打开二号主流道上的流体开关，同时闭合其余四条主流道4、5、6、7的流体开关，使待测液体流入二号主流道。同理，打开第一支流道8和第三支流道10的流体开关，闭合不能流过的流道第二支流道9和第四支流道11上的流体开关，从而阻止流体流向该流道，最终到达检测区3，用此使流体流向想使其到达的检测室。