一种微液滴阵列芯片系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113477285A(43)申请公布日2021.10.08(21)申请号202110825934.9(22)申请日2021.07.21(71)申请人杜林地址上海市杨浦区军工路516号(72)发明人杜林周嘉(74)专利代理机构深圳至诚化育知识产权代理事务所(普通合伙)44728代理人刘英(51)Int.Cl.B01L3/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种微液滴阵列芯片系统及方法(57)摘要本发明公开了一种微液滴阵列芯片系统及方法，包括芯片，其特征是：所述芯片具有开放式结构的微孔阵列，所述芯片上表面的微孔侧壁至少有一个倾斜面A，所述倾斜面A与所述芯片顶面平滑过渡，所有所述倾斜面A朝向一致，所述倾斜面A在倾斜朝向垂直方向上连续重叠设置，所述芯片上覆盖压板，所述压板与倾斜面A组合形成限制性的液体表面能梯度，所述芯片与所述压板之间形成液滴，所述芯片放置在支架系统上，所述支架系统调整所述压板的位置及移动速度。本发明涉及微流体领域，具体涉及一种微液滴阵列芯片系统及方法。本发明要解决的技术问题是提供一种微液滴阵列芯片系统及方法，方便制备微液滴阵列。CN113477285ACN113477285A权利要求书1/2页1.一种微液滴阵列芯片系统，包括芯片(2)，其特征在于：所述芯片(2)具有开放式结构的微孔阵列，所述芯片(2)上表面的微孔侧壁至少有一个倾斜面A，所述倾斜面A与所述芯片(2)顶面平滑过渡，所有所述倾斜面A朝向一致，所述倾斜面A在倾斜朝向垂直方向上连续重叠设置；所述芯片(2)上覆盖压板(3)，所述压板(3)与倾斜面A组合形成限制性的液体表面能梯度；所述芯片(2)与所述压板(3)之间形成液滴；所述芯片(2)放置在支架系统(1)上，所述支架系统(1)调整所述压板(3)的位置及移动速度；所述芯片(2)材料均一，所述芯片(2)与水溶液的接触角大于90°。2.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片系统，其特征在于：所述平滑过渡形状非直角或锐角突变，所述平滑过渡形状疏水角具有协同作用，所述平滑过渡形状为圆弧形状、SIN函数形状或圆球形状。3.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片系统，其特征在于：所述压板(3)具有亲油特性，油分子可穿过所述压板(3)。4.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片系统，其特征在于：所述液滴表面能指向微孔中心位置逐步降低。5.如权利要求4所述的微液滴阵列芯片系统，其特征在于：调整所述压板相对微孔的位置，引起所述压板下所述液滴接触线的移动。6.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片系统，其特征在于：采用各向同性腐蚀模具或仿生倒模或稀释填充或胶粘颗粒方法制备所述芯片(2)。7.如权利要求6所述的微液滴阵列芯片系统，其特征在于：所述各向同性腐蚀模具方法包含以下步骤：步骤一一：镀膜，在硼硅玻璃表面镀厚度为100nm的铬/氮化硅等耐氢氟酸腐蚀材料；步骤一二：光刻加工，在镀膜的硼硅玻璃上刻出直径从30到450μm的铬、氮化硅等点阵；步骤一三：将玻璃放于氢氟酸溶液中腐蚀，刻蚀出微凸起阵列；步骤一四：将腐蚀后的玻璃，放于铬、氮化硅等刻蚀液中，将其去除，形成具有微凸起阵列的芯片模具；步骤一五：配置优选芯片材料PDMS溶液后，将其倒在模具上，抽真空静置30min，75℃放置4h，PDMS固化后将其取下，最终得到微凸起阵列芯片；所述仿生倒模方法包含以下步骤：步骤二一：取新鲜荷叶洗净、吹干；步骤二二：将荷叶固定，正面朝上；步骤二三：配置优选芯片材料PDMS溶液后，将其倒在固定的荷叶上，抽真空静置30min，75℃放置4h，PDMS固化后将其取下，最终得到微孔阵列芯片；所述稀释填充方法包含以下步骤：步骤三一：光刻加工，在基板上光刻出深度为10μm的SU‑8微孔阵列；步骤三二：将正己烷/甲苯等溶剂按照一定比例对PDMS(10:1配比)进行稀释，旋涂在微孔阵列上；2CN113477285A权利要求书2/2页步骤三三：置于100℃温度环境下，将溶剂挥发掉，形成具有若干微孔阵列的微孔阵列芯片；所述胶粘颗粒方法包含以下步骤：步骤四一：涂胶，在平板表面旋涂一定厚度的光刻负胶，优先选择5μm厚的Norland81；步骤四二：装载颗粒，在胶表面装载颗粒，装载后颗粒侧面应与胶平面倾斜，优先选择直径为10μm圆球颗粒、锥台颗粒；步骤四三：固化模具，装载后的颗粒及胶整体加热到50℃持续10min，最后利用紫外光照光刻负胶，将其固化；步骤四四：倒模制造芯片，配置优选芯片材料PDMS溶液后，将其倒在固化模具上，抽真空静置30min，75℃放置4h，PDMS固化后将其取下，最终得到微孔阵列芯片。8.一种如权利要求1到5任意一项所述的微液滴阵列芯片系统的使用方法，其特征在于，包括以下