微流控芯片3大制作技术

微流控技术的核心思想，是以最小的消耗来获得最大的产出，仅需极少的样本采集便可获得所需的各项信息。具体来讲，微流控追求的是最小的反应体系(皮升、纳升级别)，保持最低的试剂和样品消耗，并行最多的独立反应，同时保持反应体系的封闭性，减少污染，等等。微流体作为微流控技术操控的对象，可以广泛涵盖血液，尿液，唾液等各种生物样本，因此在体外诊断(IVD)领域逐步发展成为面向即时诊断(POCT)的关键技术。现在微流控行业对芯片的生产制作技术主要有3种：
(1)LIGA技术
LIGA是德文Lithographie，Galvanoformung，Abformung三个字的字头缩写。LIGA技术是由光刻、电铸和塑铸三个环节组成。
LIGA技术是用紫外光光源来代替LIGA技术中的同步辐射X光深层光刻，然后进行后续的微电铸和微复制工艺。它不需要同步辐射X光光刻和特制的X光掩膜板，有利于实现微机械器件的大批量生产。根据紫外光深层光刻的工艺路线的不同，准LIGA技术又可分为多层光刻—LIGA、硅模深刻蚀—LIGA和SU-8深层光刻—LIGA三类。
(2)激光烧蚀法
激光烧蚀法是一种非接触式的微细加工技术。它可直接根据计算机CAD的数据在金属、塑料、陶瓷等材料上加工复杂的微结构，已应用于微模和微通道的加工。 这种方法对技术设备要求较高，步骤简便，而且不需超净环境，精度高。但由于紫外激光能量大，有一定的危险，需在标准激光实验室中进行操作，使用安全保护装备和防护眼镜。
(3)软光刻
软光刻(soft lithography)是相对于微制造领域中占据主导地位的光刻而言的微图形转移和微制造的新方法，以自组装单分子层、弹性印章和高聚物模塑技术为基础的微细加工新技术。它能制造复杂的三维结构及不规则曲面;能应用于生物高分子、胶体、玻璃、陶瓷等多种材料;没有相关散射带来的精度限制，可以达到30 nm ~ 1 μm级的微小尺寸; 因此软光刻是一种便宜、方便，适于实验室使用的技术。
软光刻技术的核心是弹性模印章，可通过光刻蚀和模塑的方法制得。PDMS是软光刻中最常用的弹性模印章。软光刻的关键技术主要包括微接触印刷、再铸模、微传递成模、毛细管成模、溶剂辅助成模等。
软光刻技术还存在着一些缺陷，如PDMS固化后有1%的收缩变形，而且在甲苯和乙烷的作用下，深宽比将出现一定的膨胀;PDMS的弹性和热膨胀性使其很难获得高的准确性，也使软光刻在多层面的微加工中受到限制;由于弹性模太软，无法获得大的深宽比，太大或太小的宽深比都将导致微结构的变形或扭曲。

审核编辑 黄宇