微流控芯片3大制作技術(shù)

微流控技術(shù)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(xiàng)信息。具體來講，微流控追求的是最小的反應(yīng)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(dú)立反應(yīng)，同時保持反應(yīng)體系的封閉性，減少污染，等等。微流體作為微流控技術(shù)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(lǐng)域逐步發(fā)展成為面向即時診斷(POCT)的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)在微流控行業(yè)對芯片的生產(chǎn)制作技術(shù)主要有3種：
(1)LIGA技術(shù)
LIGA是德文Lithographie，Galvanoformung，Abformung三個字的字頭縮寫。LIGA技術(shù)是由光刻、電鑄和塑鑄三個環(huán)節(jié)組成。
LIGA技術(shù)是用紫外光光源來代替LIGA技術(shù)中的同步輻射X光深層光刻，然后進(jìn)行后續(xù)的微電鑄和微復(fù)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(shí)現(xiàn)微機(jī)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(zhǔn)LIGA技術(shù)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(xì)加工技術(shù)。它可直接根據(jù)計算機(jī)CAD的數(shù)據(jù)在金屬、塑料、陶瓷等材料上加工復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)，已應(yīng)用于微模和微通道的加工。 這種方法對技術(shù)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)激光實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作，使用安全保護(hù)裝備和防護(hù)眼鏡。
(3)軟光刻
軟光刻(soft lithography)是相對于微制造領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)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(shù)為基礎(chǔ)的微細(xì)加工新技術(shù)。它能制造復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)及不規(guī)則曲面;能應(yīng)用于生物高分子、膠體、玻璃、陶瓷等多種材料;沒有相關(guān)散射帶來的精度限制，可以達(dá)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(shí)驗(yàn)室使用的技術(shù)。
軟光刻技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)主要包括微接觸印刷、再鑄模、微傳遞成模、毛細(xì)管成模、溶劑輔助成模等。
軟光刻技術(shù)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(zhǔn)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(dǎo)致微結(jié)構(gòu)的變形或扭曲。

審核編輯 黃宇