以下內(nèi)容中，小編將對微流控芯片的相關內(nèi)容進行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進對微流控芯片的了解，和小編一起來看看吧。

一、數(shù)字微流控芯片

微流控技術的核心思想，是以最小的消耗來獲得最大的產(chǎn)出，僅需極少的樣本采集便可獲得所需的各項信息。具體來講，微流控追求的是最小的反應體系(皮升、納升級別)，保持最低的試劑和樣品消耗，并行最多的獨立反應，同時保持反應體系的封閉性，減少污染，等等。微流體作為微流控技術操控的對象，可以廣泛涵蓋血液，尿液，唾液等各種生物樣本，因此在體外診斷(IVD)領域逐步發(fā)展成為面向即時診斷(POCT)的關鍵技術。

數(shù)字微流控芯片是微流控技術的重要分支，也最具有技術含量和應用前景。其中微流體的控制是基于介質(zhì)上的電潤濕(EWOD)原理：當電極上存在液體，并給電極施加一個電位時，電極對應位置的固液界面的潤濕性可以被改變，液滴與電極界面的接觸角隨之發(fā)生變化，如果液滴區(qū)域的電極間存在電位差異，導致接觸角不同時，便會產(chǎn)生橫向的推動力，使液滴在電極基板上發(fā)生橫向移動。如果我們通過控制外圍電路，向電極陣列輸入調(diào)制電壓信號，則可以控制液滴在微流控芯片的二維平面上任意地分布和移動。高的陣列像素規(guī)模和高通量地處理生物樣本是緊密相關的，可以說，一個具有大規(guī)模像素陣列的數(shù)字微流控芯片是實現(xiàn)片上高通量和自動化處理生物樣本的先決條件。然而，目前大多數(shù)傳統(tǒng)的數(shù)字微流控芯片使用的是無源電極陣列，即每個像素電極都通過單獨的導線與控制電路直接相連。若要大幅度提高像素數(shù)量，則意味著增加龐大的信號線數(shù)量以及控制電路復雜程度，這無疑使陣列的設計和制造難度大大提升。較弱的陣列可擴展性已經(jīng)成為這項技術進一步發(fā)展的巨大障礙。

二、微流控芯片3大制作技術

(1)LIGA技術

LIGA是德文Lithographie，Galvanoformung，Abformung三個字的字頭縮寫。LIGA技術是由光刻、電鑄和塑鑄三個環(huán)節(jié)組成。

LIGA技術是用紫外光光源來代替LIGA技術中的同步輻射X光深層光刻，然后進行后續(xù)的微電鑄和微復制工藝。它不需要同步輻射X光光刻和特制的X光掩膜板，有利于實現(xiàn)微機械器件的大批量生產(chǎn)。根據(jù)紫外光深層光刻的工藝路線的不同，準LIGA技術又可分為多層光刻—LIGA、硅模深刻蝕—LIGA和SU-8深層光刻—LIGA三類。

(2)激光燒蝕法

激光燒蝕法是一種非接觸式的微細加工技術。它可直接根據(jù)計算機CAD的數(shù)據(jù)在金屬、塑料、陶瓷等材料上加工復雜的微結構，已應用于微模和微通道的加工。 這種方法對技術設備要求較高，步驟簡便，而且不需超凈環(huán)境，精度高。但由于紫外激光能量大，有一定的危險，需在標準激光實驗室中進行操作，使用安全保護裝備和防護眼鏡。

(3)軟光刻

軟光刻(soft lithography)是相對于微制造領域中占據(jù)主導地位的光刻而言的微圖形轉(zhuǎn)移和微制造的新方法，以自組裝單分子層、彈性印章和高聚物模塑技術為基礎的微細加工新技術。它能制造復雜的三維結構及不規(guī)則曲面;能應用于生物高分子、膠體、玻璃、陶瓷等多種材料;沒有相關散射帶來的精度限制，可以達到30 nm ~ 1 μm級的微小尺寸; 因此軟光刻是一種便宜、方便，適于實驗室使用的技術。

軟光刻技術的核心是彈性模印章，可通過光刻蝕和模塑的方法制得。PDMS是軟光刻中最常用的彈性模印章。軟光刻的關鍵技術主要包括微接觸印刷、再鑄模、微傳遞成模、毛細管成模、溶劑輔助成模等。

軟光刻技術還存在著一些缺陷，如PDMS固化后有1%的收縮變形，而且在甲苯和乙烷的作用下，深寬比將出現(xiàn)一定的膨脹;PDMS的彈性和熱膨脹性使其很難獲得高的準確性，也使軟光刻在多層面的微加工中受到限制;由于彈性模太軟，無法獲得大的深寬比，太大或太小的寬深比都將導致微結構的變形或扭曲。

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