• 玻璃微通道加工

           玻璃是和液體有類(lèi)似性的非晶態(tài)固體,玻璃常作為光學(xué)器件,璃材料得益于其化學(xué)耐受性、材質(zhì)透明方便觀(guān)察設置可以在外圍進(jìn)行分析。玻璃微流道加工因化學(xué)穩定性和光學(xué)性能優(yōu)異是制備微流道器件、光催化微反應器的理想材料,廣泛應用于傳統化學(xué)、生物領(lǐng)域由于它在生物、化學(xué)、醫學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力,已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)生物、化學(xué)、醫學(xué)、流體、電子、材料、機械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。

    采用玻璃精細加工制備的微流道器件、微反應器具有化學(xué)穩定性好無(wú)析出、耐酸堿腐蝕、容易進(jìn)行表面疏水疏油等表面特性處理;表面光滑流暢,所需驅動(dòng)力??;玻璃透過(guò)率高,利于觀(guān)察反應的進(jìn)行。

    一、玻璃化學(xué)耐受性

    玻璃一般對水、鹽溶液、酸、有機物甚至堿都表現優(yōu)異。氫氟酸、強堿溶液和濃磷酸是僅有的對玻璃明顯有不利因素的化合物(特別是在高溫情況下)。

    玻璃材料具有有機溶劑的耐受性、容易金屬沉積、優(yōu)良的導熱性、表面穩定性、明確的表面化學(xué)性質(zhì)、卓越的透光性、優(yōu)越的耐高壓性、生物相容性、化學(xué)惰性、允許高效涂層特點(diǎn)。玻璃微流控芯片不透氣,并且具有相對低的非特異性吸附。因此它與生物樣品相兼容,但是不能用于長(cháng)期細胞培養。玻璃微流控芯片的一大主要應用是毛細管電泳(capillary Electrophoresis, CE)。這種更便宜的方法比標準毛細管電泳更方便,因為它更容易執行并行分析,它還可以通過(guò)直接利用電滲透流提供無(wú)閥注射,在幾分鐘內分離分析物。其他典型應用包括片上反應液滴形成、溶液萃取和原位制造。

    玻璃微通道加工包括微通道的刻蝕、芯片切割打孔和芯片鍵合,可實(shí)現常用多種玻璃材料的微通道加工和鍵合,即可滿(mǎn)足科研用戶(hù)小量多次的科研需求,又可滿(mǎn)足微化工產(chǎn)業(yè)化用戶(hù)微通道反應器工藝開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的要求。

    二、玻璃微通道特點(diǎn)

    玻璃芯片具有透明可視性強,受使用環(huán)境影響較小,使用壽命較長(cháng),重復利用率高,但玻璃比較容易磕碰碎裂,應避免類(lèi)似人為損壞。

    玻璃微流控芯片與陶瓷、硅片、石英等材質(zhì)相比具有強度高、絕緣性好、透光性高、散熱性高、電滲流強等優(yōu)點(diǎn)。與有機玻璃或聚合物材料相比具有背景熒光小、通道表面易于修飾、熱變形小、生物兼容性號、親水性性好等優(yōu)點(diǎn)。

    三、常用玻璃材料

    光可結構化特殊類(lèi)型玻璃(可結構化的光敏玻璃晶圓)中硼硅酸鹽玻璃、高硼硅玻璃、熔融石英玻璃是用來(lái)制作微反應器的最重要材料。

    鈉鈣玻璃(如:B270):鈉鈣玻璃易于加工,蝕刻速度快,蝕刻質(zhì)量差,相對較低的溫度下粘結,玻璃自發(fā)熒光問(wèn)題。

    高硼硅玻璃(硼硅酸鹽玻璃/硼浮法玻璃,如:BF33):光學(xué)特性(從大約280nm到700 nm是透明的)和物理特性(退火溫度為640°C,可抵抗大多數化學(xué)物質(zhì))。

    石英玻璃(JGS1、JGS2):紫外線(xiàn)紅外線(xiàn)透明,經(jīng)常使用溫度為1100~ 1200攝氏度,短期使用溫度可達1400攝氏度。

    四、玻璃微通道芯片加工優(yōu)勢

    1.可加工玻璃材質(zhì):鈉鈣玻璃(也即蘇打玻璃或綠玻璃),高硼硅玻璃(康寧、肖特)和石英玻璃。

    2.微通道加工方式:HF濕法刻蝕,激光刻蝕和機械加工等。

    玻璃微通道濕法腐蝕

    · 鈉鈣玻璃濕法刻蝕:刻蝕深度5-500um,誤差2%;條件:寬度大于2倍的深度。

    · 高硼硅玻璃濕法刻蝕:刻蝕深度5-150um,誤差2%;條件:寬度大于2倍的深度。

    玻璃微通道機械加工鈉鈣玻璃、高硼硅玻璃、石英等

    · 最大加工最大尺寸:400*350mm;

    · 流道最小寬度700微米,深寬比≤3:1;

    · 加工精度:正負0.03mm;

    · 最小打孔直徑0.7 mm,打孔精度正負0.03mm;

    · 粗糙度Ra3.2;

    玻璃微通道激光加工:

    可以加工的最小線(xiàn)寬是50um;

    · 深寬比要求小于1:1;

    · 可以加工的最大深度是1mm。

    3.切割和打孔方式:激光加工

    4.微通道加工尺寸:HF濕法刻蝕,常用微通道反應器尺寸為50μm~1000μm(寬度加工能力最小可達2μm,深度可控制在nm級別);激光加工,常用微反應器微通道尺寸為0.3~3mm(由于激光加工微通道底部粗糙度較大,加工大尺寸可選)。

    5.微通道深寬比:HF濕法刻蝕一般按照以下公式設計,預期寬度=設計寬度+刻蝕深度×2×a(a為刻蝕系數,主要由玻璃材料決定);若選激光加工方式,深寬比基本不受限制。

    6.玻璃芯片鍵合:低溫預鍵合,高溫強化鍵合(低于軟化溫度),不會(huì )導致微通道在鍵合過(guò)程中壓縮塌陷;可實(shí)現雙層、三層和更多層鍵合。

    7.承受流體壓力:可達25bar,最大可達14Mpa。此外玻璃耐壓大小與材質(zhì)特性、設計的微通道結構、厚度等有關(guān)。

    8.流體驅動(dòng):提供成套成熟的流體進(jìn)出口接頭和夾具,可配套注射泵、蠕動(dòng)泵及柱塞泵等。

    9.溫度控制:提供成套成熟的溫度控制設備,恒溫加熱(或梯度加熱)或恒溫制冷。

    10.玻璃微通道濕法刻蝕特點(diǎn):底面光滑、透光性好、微通道邊緣整齊平滑。

    11.玻璃微通道激光刻蝕特點(diǎn):可加工大尺寸微通道、流體通量高、流體壓降小、底面為毛面,粗糙度約0.5μm、微通道邊緣約1~50μm崩邊。

    12.玻璃微通道機械加工特點(diǎn):通道橫截面可為矩形或圓。

    玻璃一般分為鈉鈣、低硼、中硼、高硼。分類(lèi)主要是從玻璃中三氧化二硼的含量多少來(lái)確定的。高硼料中硼含量一般12%以上。玻璃中硼含量的多少決定了玻璃熱膨脹系數的高低。膨脹系數越低,玻璃在收到溫度劇烈變化時(shí)的承受能力越強。當然其中還有另外的成分對膨脹系數有一些影響,但主要還是硼含量決定的。

    五、微流體芯片設計服務(wù)

      可根據客戶(hù)需求提供玻璃芯片設計服務(wù),滿(mǎn)足客戶(hù)對耐溫、耐壓、耐腐蝕、換熱、密封、尺寸、實(shí)驗需求等相關(guān)需求!

      大幅面玻璃設計時(shí)需要考慮排氣槽來(lái)充分脫氣,封合時(shí)會(huì )避免產(chǎn)生氣泡。

      玻璃微通道設計和定制加工時(shí)需要考慮非留到區域面積避免浪費,而且面積越大越容易在封合時(shí)出現氣泡。同時(shí)設計時(shí)盡量?jì)蛇厡ΨQ(chēng)能降低很多風(fēng)險,也更美觀(guān)。

      如果是石英玻璃材料做微通道,需要考慮坨料石英。非坨料石英激光會(huì )對通道有影響,會(huì )出現崩邊或燒蝕一系列現象。

    六、微通道芯片清洗方法

    硬質(zhì)芯片如玻璃芯片的清洗,如果芯片通道的表面沒(méi)有做涂層處理,可以使用NaOH溶液(1 mol/L)進(jìn)行清洗。如果芯片通道的表面做過(guò)圖層處理,就不可以使用高濃度的堿溶液或酸溶液清洗,原因是酸或堿溶液隨長(cháng)時(shí)間的清洗會(huì )腐蝕掉通道表面的圖層。此時(shí),可以使用低濃度的酸或堿溶液快速的沖洗芯片通道,然后使用去離子水沖洗殘留的酸或堿溶液,最后,使用氣體(空氣/氧氣/氮氣/氬氣等)把芯片通道內的液體吹干。

    通常情況下,不同液體的清洗順序會(huì )在芯片通道的表面留下微弱的殘留痕跡,原因是不同的液體會(huì )發(fā)生化學(xué)反應或不同的液體有不同的密度和粘度,交叉沖洗會(huì )遺留某些液體的殘留痕跡。如果對這些殘留痕跡比較在意,可以先使用與實(shí)驗用的試劑沖洗芯片通道,然后使用去離子水或沖洗芯片通道,最后使用乙醇或異丙醇(IPA)溶液沖洗芯片通道。如果有IPA溶液,最好是最后使用IPA沖洗芯片通道,因為IPA揮發(fā)性較好,不會(huì )在芯片通道的表面留下液體痕跡。

    TOP
    漂亮的保姆的高清在线观看中文_久久天堂AV综合合色_最新国自产拍AV_久久亚洲精品无码GV