一種過濾芯片的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種過濾芯片，屬于環(huán)境、食品、化工和醫(yī)藥等領域。該芯片包括具有過濾結構的襯底、上蓋、正向進樣口、正向出樣口、反向回沖進樣口、反向回沖出樣口，芯片一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的反向回沖出樣口、正向進樣口，芯片另一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的正向出樣口、反向回沖進樣口,所述過濾結構由一系列具有間隙呈柱狀陣列的微納柱體組成的，分為內過濾結構和外過濾結構，具有過濾結構的襯底和上蓋通過襯底上未刻蝕部分牢固綁定在一起。本實用新型回收率高、可承受高流速、成本低、適于大規(guī)模量產，可廣泛用于水、食品及微生物領域微顆粒的過濾和濃縮。
【專利說明】一種過濾芯片

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種過濾芯片及其加工制作方法，屬于環(huán)境、食品、化工和醫(yī)藥等領域。

【背景技術】
[0002]微納過濾器作為常見的過濾膜，廣泛應用于飲用水中微生物分析、葡萄酒和果汁的無菌過濾及無菌藥物篩選等領域。按照工作模式，微納過濾器可分為死端過濾和錯流過濾。死端過濾是將待過濾樣置于過濾器正上方，在壓力差的推動下，大于過濾器典型孔徑尺寸的顆粒被截留在膜上。這種過濾器隨著時間推移，顆粒易在膜表面形成堵塞，使得過濾阻力增加。錯流過濾模式在膜表面產生兩種分力，垂直于流向的法向力使得樣品通過過濾間隙，沿著流向的切向力使得截留顆粒物較均勻散開，這種過濾膜不易產生濃度極化和結垢問題。當前微納過濾器的主要制作方法包括硅面型微加工方法、相分離微成型方法和孔徑陣列光刻方法。這些方法的問題和不足在于:脫模時存在塌陷或破損等問題，過濾器強度低、成本高、產率低。
[0003]微納過濾器的一種典型應用是用于水中顆粒物的過濾濃縮,如水源性寄生蟲卵隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲。目前，飲用水中隱孢子寄生蟲和賈第鞭毛寄生蟲標準檢測方法為美國國家環(huán)境保護局(USEPA)制定的EPA1623方法。EPA1623方法主要包括過濾和洗提、濃縮和分離、免疫熒光標記和熒光顯微鏡分析等步驟。該方法技術成熟、認可度高，但也有其局限性:耗時3-7天、成本高、步驟繁瑣，且易受水中藻類的交叉反應影響，回收率不高。EPA1623方法所用高分子過濾器由于制作工藝的限制，無法承受高流速，無法對于所截留得微生物進行自動回收,必須手動振蕩并洗脫，回收率低、成本高。


【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術存在的弊端，提出一種過濾芯片。
[0005]為了達到以上目的，本實用新型采取的技術方案是使得過濾芯片包括具有過濾結構的襯底、上蓋、正向進樣口、正向出樣口、反向回沖進樣口、反向回沖出樣口，芯片一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的反向回沖出樣口、正向進樣口，芯片另一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的正向出樣口、反所述過濾結構由一系列具有間隙呈柱狀陣列的微納柱體組成的，分為內過濾結構和外過濾結構，具有過濾結構的襯底和上蓋通過襯底上未刻蝕部分的固定柱牢固綁定在一起。
[0006]具體地說內過濾結構和外過濾結構的間隙為非均勻設計；所述微納柱體可為方形、圓柱形、梯形形狀、類雨滴形狀，或其他各種類似形狀；
[0007]進一步地，內過濾結構和外過濾結構間隙的大小呈錯開排列；所述襯底是硅或玻
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[0008]本實用新型的有益效果是:這種微納過濾芯片回收率高、可承受高流速、成本低、適于大規(guī)模量產，可廣泛用于水、食品及微生物領域微顆粒的過濾和濃縮?！緦＠綀D】

【附圖說明】:
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0010]圖1是本實用新型的結構示意圖一；
[0011]圖2是本實用新型的結構示意圖二 ；
[0012]圖3是過濾微結構截面圖一；
[0013]圖4是過濾微結構截面圖二 ；
[0014]圖5是過濾微結構截面圖三；
[0015]圖6是過濾微結構截面圖四。

【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細敘述。
[0017]本實施例的過濾芯片裝置如圖1-6所示，包括具有過濾結構5和9的硅制成的襯底15、玻璃上蓋16、正向進樣口 1、正向出樣口 3、反向回沖進樣口 4、反向回沖出樣口 2，芯片一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的反向回沖出樣口 2、正向進樣口 1，芯片另一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的正向出樣口 3、反向回沖進樣口 4，所述過濾結構5和9由一系列具有間隙呈柱狀陣列的微納柱體17組成的，分為內過濾結構5和外過濾結構9，具有過濾結構的襯底和上蓋通過襯底上的分布于內過濾結構內部的固定住13和外過濾結構外部的固定柱14綁定在一起,進一步地,位于內過濾結構內部的固定柱13柱體兩端為圓弧形。13和14為芯片中未刻蝕區(qū)域，為流樣提供導引，同時增大綁定接觸面積，提高芯片抗壓性能。芯片工作時，待過濾濃縮大體積樣從I進入，過濾后潔凈水樣從3流出。過濾時，流樣中處于內過濾結構6(間隙大于粒子直徑)附近的粒子可從此處大間隙離開，并被外圍過濾結構10(間隙小于粒子直徑)所俘獲。處于內過濾結構7的粒子直接被俘獲(間隙小于粒子直徑)。其他位置處粒子俘獲原理依次類推。粒子被俘獲后，用少量的去離子水從4反向回沖芯片，所俘獲的粒子即被釋放，實現(xiàn)過濾濃縮目的。
[0018]具體地說內過濾結構5和外過濾結構9的間隙為非均勻設計；所述微納柱體17可為方形、圓柱形、梯形形狀、類雨滴形狀，或其他各種類似形狀；
[0019]進一步地，內過濾結構5和外過濾結構9微納柱體17間間隙的大小呈錯開排列；如內過濾層的6為大間隙，外過濾層的1為小間隙；內過濾層的7為小間隙，外過濾層的11為大間隙；內過濾層的8為大間隙，外過濾層的12為小間隙。
[0020]本實用新型不局限于上述實施例，凡采用等同替換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種過濾芯片，其特征是:所述芯片包括具有過濾結構的襯底、上蓋、正向進樣口、正向出樣口、反向回沖進樣口、反向回沖出樣口，芯片一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的反向回沖出樣口、正向進樣口，芯片另一側由近及遠依次排列著分別與過濾結構相連通的正向出樣口、反向回沖進樣口，所述過濾結構由一系列具有間隙呈柱狀陣列的微納柱體組成的，分為內過濾結構和外過濾結構，具有過濾結構的襯底與上蓋通過襯底上的分布于內過濾結構內部和外過濾結構外部的固定柱綁定在一起。
2.如權利要求1所述的一種過濾芯片，其特征是:內過濾結構和外過濾結構的間隙為非均勻設計，且內過濾結構和外過濾結構間隙的大小呈錯開排列。
3.如權利要求1所述的一種過濾芯片，其特征是:所述微納柱體可為方形、圓柱形、梯形形狀、類雨滴形狀，或其他各種類似形狀。
4.如權利要求1所述的一種過濾芯片，其特征是:所述襯底是硅或玻璃。
【文檔編號】B01D29/58GK204034387SQ201420369465
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權日:2014年7月4日
【發(fā)明者】黃偉, 李豐, 楊立梅, 張巍巍 申請人:中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所