你了解微流控芯片的制作材料吗?两大微流控芯片制作方法分析

今天，小编将在这篇文章中为大家带来微流控芯片制备材料、微流控芯片制作方法的有关报道，通过阅读这篇文章，大家可以对微流控芯片具备清晰的认识，主要内容如下。

一、微流控芯片的制备材料

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

微流控芯片通过微细加工技术集成各种不同功能的单元，如微反应池、微泵、微阀、检测单元等。微通道加工技术与以硅材料二维和浅深度加工为主的集成电路芯片不同。微流控芯片微通道的两个重要指标是深宽比和微通道界面形状。

深宽比指在基片上形成的微结构的深度特征与宽度特征之比，高深宽比结构加工难度较大。对于直接加工法，形状特征与腐蚀的方向性有关，即各向同性或各向异性会形成不同的几何形貌特征;对于复制加工方法，如热模压和模塑法等，微通道几何形状直接与模板形状及加工工艺有关。

微流控芯片结构设计选取材料时考虑的主要因素是：

① 优良的加工性能，便于大批量生产以降低费用。

② 生物相容性或化学惰性，不影响分析试剂、药物的化学性质;

③ 散热和绝缘性;

④ 良好的光透性能，适应光学检测的要求。

另外还要考虑材料的电渗流特性、表面可修饰性及可密封性能等。

到目前为止，制作微流控芯片的材料主要有：硅、玻璃、石英、高聚物、陶瓷、纸等。选择合适的材料对于制作工艺选择和微流控芯片的成功应用非常重要。

二、微流控芯片模塑法+注塑法

通过上面的介绍，想必大家对微流控芯片的制备材料已经具备了初步的认识。在这部分，小编将为大家介绍两种制作微流控芯片的方法。

(1)模塑法

用光刻和刻蚀的方法先制出阳模(所需通道部分突起);浇注液态的高分子材料，然后将固化后的高分子材料与阳模剥离，得到具有微通道芯片的这种制备微芯片的方法称为模塑法。模塑法的关键在于模具和高分子材料的选择，理想的材料应相互之间粘附力小，易于脱模。

微通道的阳膜可由硅材料、玻璃、环氧基SU-8负光胶和PDMS等制造。硅或玻璃阳膜可采用标准刻蚀技术。PDMS模具可通过直接浇注于由硅材料、玻璃等材料制的母模上制得。

浇注用的高分子材料应具有低粘度，低固化温度。在重力作用下，可充满模子上的微通道和凹槽等处。可用的材料有两类：固化型聚合物和溶剂挥发型聚合物。

虽然模塑法受限于高分子材料，但该法简便易行，芯片可大批量复制，且不需要昂贵的设备，是一个可以制作廉价分析芯片的方法。

(2)注塑法

注塑法的工艺是通过光刻和刻蚀技术在硅片上刻蚀出电泳芯片阴模，用此阴模进行24h左右的电铸，得到0.5cm厚的镍合金模，再将镍合金模加厚，精心加工制成金属注塑模具，将此模具安装在注塑机上批量生产聚合物微流控芯片基片。

在注塑法制作过程中，模具制作复杂，技术要求高，周期长，是整个工艺过程中的关键步骤。一个好的模具可生产30~50万张聚合物芯片，重复性好，生产周期短，成本低廉，适宜于已成型的芯片生产。

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