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微流控芯片的清洗和类型

助工
2020-04-12 21:25:20    评分

微流体芯片是微流控实验不可缺少的一个核心部件,而且实验研究的创新在一定程度上也会涉及到芯片构型的创新,包括芯片通道的几何形状、深宽比、表面修饰化、材质等。既然微流体芯片如此重要,芯片的加工设备和加工技术就会占有相当重要的地位。除了芯片的加工工艺和加工设备外,为维持芯片的使用寿命,对芯片进行合理、有效的清洗,是实验结束后的一个十分重要的必备环节。良好的芯片冲洗,可以极大的延长芯片的使用次数。

  针对这种情况,现就微流体芯片的冲洗提供几个简要的冲洗要点。

  通常情况下,在进行实验之前,需要对使用的溶剂进行过滤,尤其是芯片的通道小于20μm,以防止芯片通道被溶剂中的较大夹杂物堵塞。

  当进行完实验后,可以使用较大的推进力把实验试剂推出芯片外,然后在储液池中加入与试剂互溶的液体,利用推进力把液体推进芯片,在芯片的出口端能够看到几滴液体流出。然后,使用去离子水冲洗芯片通道;最后,再使用空气/氮气/氧气/氩气等气体冲洗芯片通道,便可把芯片通道冲洗干净。

  如果芯片通道内有较大的夹杂物堵塞通道,可以先把芯片放置在超声浴中,利用超声波清洗10-30min,然后再使用较大的推进压强如1bar/2bar/5bar或较快的流速(200-500μL/min)冲洗芯片通道。如此重复几次,便可把通道内的夹杂物冲到芯片的进出口端。

  对于硬质芯片如玻璃芯片的清洗,如果芯片通道的表面没有做涂层处理,可以使用NaOH溶液(1mol/L)进行清洗。如果芯片通道的表面做过图层处理,就不可以使用高浓度的碱溶液或酸溶液清洗,原因是酸或碱溶液随长时间的清洗会腐蚀掉通道表面的图层。此时,可以使用低浓度的酸或碱溶液快速的冲洗芯片通道,然后使用去离子水冲洗残留的酸或碱溶液,最后,使用气体(空气/氧气/氮气/氩气等)把芯片通道内的液体吹干。

  通常情况下,不同液体的清洗顺序会在芯片通道的表面留下微弱的残留痕迹,原因是不同的液体会发生化学反应或不同的液体有不同的密度和粘度,交叉冲洗会遗留某些液体的残留痕迹。如果对这些残留痕迹比较在意,可以先使用与实验用的试剂冲洗芯片通道,然后使用去离子水或冲洗芯片通道,最后使用乙醇或异丙醇(IPA)溶液冲洗芯片通道。如果有IPA溶液,最好是最后使用IPA冲洗芯片通道,因为IPA挥发性较好,不会在芯片通道的表面留下液体痕迹。

  微流控芯片的类型

  目前常见微流控芯片主要有三个种类:单晶硅片、石英和玻璃、分子聚合物。

  最早的微流控芯片是用单晶硅制作。这主要得益于成熟的微电子和微机械加工技术。玻璃微流控芯片具备优良的光学性能和支持电渗流特性,易于表面改性,可直接借鉴传统的毛细管电泳分析技术,因此在微流控芯片发展初期受到更多重视并得到相应发展,至今仍是最广泛使用的芯片之一。用玻璃材料制作微流控芯片具有很多的优越性,但聚合物以其较玻璃价廉,制作方法简单,生产成本低,可制作一-次性使用芯片等特点,正日益为人们所关注。




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