一种微液滴阵列芯片及其制造和使用方法.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CN109701671A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201811611242.9(22)申请日2018.12.27(71)申请人复旦大学地址200433上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人周嘉刘安杜林(74)专利代理机构上海元好知识产权代理有限公司31323代理人贾慧琴张妍(51)Int.Cl.B01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种微液滴阵列芯片及其制造和使用方法(57)摘要本发明公开了一种微液滴阵列芯片及其制造和使用方法，包含：基底；该基底上设置有由若干微孔构成的微孔阵列，该微孔具有三维形状，且微孔开口渐大，微孔侧壁至少一面以一定角度倾斜，该基底与液体的接触角大于80°。本发明利用微孔开口渐大技术，能够有利于微孔内气体排除和微液滴的留下，保证微液滴的生成效率，生成的微液滴体积小、稳定性高、与基底材料接触面积小。制造方法简单，成本低。使用方法简单多样，对外部设备和操作人员技术要求低，适应范围广泛。CN109701671ACN109701671A权利要求书1/1页1.一种微液滴阵列芯片，其特征在于，该芯片包含：基底；该基底上设置有由若干微孔构成的微孔阵列，所述的微孔具有三维形状，且微孔开口渐大，微孔侧壁至少一面倾斜设置，所述的基底与液滴的接触角大于80°。2.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片，其特征在于，所述微孔的三维形状为梯形体、棱锥形、半球体、半椭球体、水滴状中的任意一种或几种的组合。3.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片，其特征在于，各微孔的体积相同或者不同。4.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片，其特征在于，所述微孔阵列形状选择矩形、三角形、梯形或不规则形状。5.如权利要求1所述的微液滴阵列芯片，其特征在于，所述的基底材料与液滴的滑动角大于10°。6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的微液滴阵列芯片的制备方法，其特征在于，采用仿生倒模方法或光刻倒模方法制备微液滴阵列芯片。7.如权利要求6所述的微液滴阵列芯片的制备方法，其特征在于，该光刻倒模方法包含：步骤1，光刻加工，制备若干沟槽，形成具有沟槽阵列的模具；步骤2，将基底材料溶液倒入模具的沟槽中，并进行加温固化，形成基底层；步骤3，取下固化后的基底层，其具有凹槽；步骤4，将稀释后的基底材料溶液旋涂在固化后的基底层的凹槽中；步骤5，加温固化，形成具有若干微孔阵列的微液滴阵列芯片。8.如权利要求6所述的微液滴阵列芯片的制备方法，其特征在于，该仿生倒模方法包含：步骤a)，取新鲜荷叶洗净、吹干；步骤b)，将荷叶固定；步骤c)，倒入基底材料溶液，并进行加温固化，形成基底层；步骤d)，取出固化后的基底层。9.一种如权利要求1-5中任意一项所述的微液滴阵列芯片的使用方法，其特征在于，该方法包含：S1，向微液滴阵列芯片的任意一或多微孔加入待填充溶液；S2，在外力牵引下，待填充液体经基底流过微孔阵列，均匀分布至微液滴阵列芯片的微孔中；S3，滴加油滴，在外力牵引下，对基底进行冲洗；S4，采用盖玻片密封微液滴阵列芯片。10.如权利要求9所述的微液滴阵列芯片的使用方法，其特征在于，所述的外力牵引包含机械外力、重力、离心力中的任意一种或多种的组合。2CN109701671A说明书1/4页一种微液滴阵列芯片及其制造和使用方法技术领域[0001]本发明涉及一种微流体领域，具体涉及一种生成微液滴阵列的芯片及其制造和使用方法，应用在分析测试等领域。背景技术[0002]微液滴阵列在生物分子学、化学分析和药物筛选等领域的应用十分广泛，高效的微液滴阵列对于高通量测试分析十分重要。[0003]高效的微液滴阵列技术还存在不少技术难题，如微/纳升体积的液滴生成；大量批量阵列生成；简单、快速生成以及稳定性等。[0004]目前，诸多微液滴生产方法：1、控制设备复杂，往往需要持续的外力，如泵压、真空负压等；2、微流控芯片往往需要多层的复合结构用于构成封闭的腔体；3、微液滴与基底材料接触面积大，体积不均匀，位置不精确等；4、使用方式较为复杂，时间长；5、芯片需要化学处理，增加了污染影响液滴特性的可能性。[0005]Jackman等(R.J.Jackman,D.C.Duffy,E.Ostuni,N.D.WillmoreandG.M.Whitesides,Anal.Chem.1998,70,2280.)在产生小液滴阵列的时候，采用涂刮的方式无法解决接触角大于80°以上的液体产生小液滴阵列的问题，微孔内的气体无法顺利排出，必须利用大量液体进行侧向浸沾的方式才能产生小液滴。这种方式造成了被填充液体的浪费和污染。[0006]Yasuga等(WO2018/003856A1)产生的小液滴依靠油相