【摘要】：微納流控芯片技術(shù)是一門(mén)新興技術(shù),是包含生物、化學(xué)、物理等學(xué)科的交叉學(xué)科,其制作方法涉及半導(dǎo)體制造,與光學(xué)檢測(cè)結(jié)合可以應(yīng)用于疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物篩選等方面,利用流體在微米尺度和納米尺度存在的特性可以得到與眾不同的觀測(cè)結(jié)果。本文分別從微流控通道和納流控通道兩方面進(jìn)行介紹:(1)制作適配光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)的的微流控芯片。制作微通道主要用到的方法有光刻法制作SU-8通道陽(yáng)模,SU-8厚度為100微米;用模塑法制作PDMS微通道,以預(yù)聚體和固化劑質(zhì)量比為10:1的比例配置PDMS溶液;用氧等離子體處理改性的方法實(shí)現(xiàn)PDMS與金薄膜的鍵合,制作出完整的通道,通道尺寸為100μm×100μm×5mm;在使用氧等離子體改性時(shí)研究了改性原理,比較改性前后PDMS中C、O、Si的含量以及改性后對(duì)Si峰進(jìn)行分峰擬合,可以得出結(jié)論:氧等離子體處理后,PDMS表面出現(xiàn)的SiOx,使得PDMS具有親水性。用該微流控芯片檢測(cè)不同尺寸的聚苯乙烯納米顆粒,能得到納米顆粒的光強(qiáng)圖像,并可以根據(jù)圖像亮場(chǎng)光功率反推出顆粒的尺寸。(2)制作適配超快冷凍電鏡的納米腔室。制作納米腔室主要用光刻、六氟化硫干法刻蝕、氫氧化鉀濕法刻蝕的方法制作腔室的氮化硅觀察窗口,驗(yàn)證了30nm氮化硅薄膜能夠形成自支撐膜;用負(fù)膠金屬剝離的方法制作金薄膜中間層,中間金薄膜厚度為100nm;并用金硅鍵合的方法把上下兩層芯片鍵合在一起,形成腔室;最后用激光切割的方法把硅片上的腔室芯片單元分離,制作出獨(dú)立的尺寸為2.6 mm×2.6 mm的腔室芯片。用該納米腔室在超快冷凍電鏡中觀察溶液中的鐵蛋白分子,能夠清楚地觀察到獨(dú)立的鐵蛋白分子,并能看到蛋白質(zhì)分子的動(dòng)態(tài)變化。
【圖文】：

ｇｕ－壓法：是早期應(yīng)用比較廣泛的制作方法。它是將聚合物基片與模具按壓加熱到一定溫度，接近聚合物玻璃態(tài)，然后脫模就得到聚合物微通道。與區(qū)別是這里用的是固化后的聚合物基片，而模塑法用的是聚合物預(yù)聚體液。逡逑光燒蝕法：可以通過(guò)掩膜或者直接通過(guò)Ｘ－Ｙ方向精密控制激光的移動(dòng)方輸?shù)接?jì)算機(jī)中的ＣＡＤ設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和圖形，在基片上加工出需要的圖形通

鍵合方法也不同。硅、石英玻璃微流控芯片鍵合方法有熱鍵合、陽(yáng)極鍵合等，逡逑聚合物微流控芯片鍵合方法有熱壓法、黏合劑黏合法、表面改性封接法等。逡逑熱鍵合：封接流程如圖１－２所示，將刻有通道的基片與蓋片貼合在一起并抽真逡逑空，然后基片和蓋片上下各放一塊石墨板置于升溫爐中，上面再壓一塊不銹鋼塊，，逡逑提供鍵合所需要的壓力，持續(xù)升溫然后降到室溫，完成鍵合。逡逑蓋片逡逑刻蝕有通道的芯片逡逑抽真空逡逑■—逡逑熱封接逡逑圖１－２熱鍵合流程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｔｈｅｒｍａｌ邋ｂｏｎｄｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑陽(yáng)極鍵合：示意圖如圖１－３所示，是一種封接硅片和玻璃片的鍵合方法，將桂逡逑片和玻璃緊貼在一起，硅片接電源正極，玻璃接電源負(fù)極，施加電壓，此時(shí)玻璃中逡逑的鈉離子向負(fù)極移動(dòng)，在玻璃一側(cè)形成負(fù)電荷，硅片一側(cè)形成正電荷，這樣正負(fù)電逡逑荷相互吸引，使硅片和玻璃鍵合在一起。逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN492

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2652660