發明專利說明書 - CORE · 2018. 7. 9. · 1 發明專利說明書...
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發明專利說明書 (本說明書格式、順序及粗體字,請勿任意更動,※記號部分請勿填寫)
※ 申請案號:
※ 申請日期: ※I P C 分類:
一、發明名稱:(中文/英文)
串連式堤壩型血漿血球分離晶片及其製造方法/ Series-Type Dam-Like
Plasma-Blood-Separation Chip and the Fabrication Method
二、申請人:(共 1 人)
姓名或名稱:(中文/英文)
國立中興大學/National Chung Hsing University
代表人:(中文/英文)
蕭介夫/Je i -Fu Shaw
住居所或營業所地址:(中文/英文)
402 台中市南區國光路 250 號/250, Kuo Kuang Rd., Taichung 402
國 籍:(中文/英文)
中華民國/R.O.C.
三、發明人:(共 2 人)
姓 名:(中文/英文)
1. 吳靖宙/ Ching-Chou ,Wu
2. 歐俊廷/ Chun- Ting ,Ou
國 籍:(中文/英文)
1.2.中華民國/1.2. R.O.C.
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四、聲明事項: 主張專利法第二十二條第二項 第一款或 第二款規定之事實,其
事實發生日期為: 年 月 日。
申請前已向下列國家(地區)申請專利:
【格式請依:受理國家(地區)、申請日、申請案號 順序註記】
有主張專利法第二十七條第一項國際優先權:
無主張專利法第二十七條第一項國際優先權:
主張專利法第二十九條第一項國內優先權:
【格式請依:申請日、申請案號 順序註記】
主張專利法第三十條生物材料:
須寄存生物材料者:
國內生物材料 【格式請依:寄存機構、日期、號碼 順序註記】
國外生物材料 【格式請依:寄存國家、機構、日期、號碼 順序註記】
不須寄存生物材料者:
所屬技術領域中具有通常知識者易於獲得時,不須寄存。
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五、中文發明摘要: 一 種 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球 分 離 晶 片 , 其 係 由 多 個 微
流 道 與 微 凹 槽 依 序 串 連 而 成 , 藉 由 約 等 同 血 球 直 徑 之 微 流
道 高 度 來 限 制 血 球 在 不 同 微 凹 槽 中 的 移 動 , 依 序 降 低 血 容
積 比 , 因 此 血 球 不 易 堵 塞 微 流 道 , 且 無 須 施 加 外 力 以 推 動
血 液 前 進 , 所 以 血 球 不 易 破 裂 而 可 提 高 分 離 的 血 漿 品 質 。
本 發 明 晶 片 之 製 造 方 法 主 要 係 利 用 微 影 曝 光 法 製 造 微 結 構
母 模 , 並 透 過 翻 模 技 術 以 複 製 相 對 應 之 微 流 道 與 微 凹 槽 。
六、英文發明摘要:
A s e r i e s - t y p e d a m - l i k e p l a s m a - b l o o d - s e p a r a t i o n c h i p ,
w h i c h c o n s i s t s o f s e v e r a l m i c r o - c h a n n e l s a n d m i c r o - c h a m b e r
s t r u c t u r e s i n s e r i e s i s f a b r i c a t e d . T h e h e i g h t o f
m i c r o - c h a n n e l s w a s s l i g h t l y l a r g e r t h a n t h e d i a m e t e r o f r e d
b l o o d c e l l s ( R B C ) s o a s t o r e s t r i c t t h e m o v e m e n t o f R B C i n
t w o n e i g h b o r m i c r o - c h a m b e r s . T h e d e s i g n c a n p r e v e n t t h e
R B C f r o m o b s t r u c t i n g t h e m i c r o c h a n n e l s a n d s e q u e n t i a l l y
d e c r e a s e t h e h e m a t o c r i t . W i t h o u t a n y e x t e r n a l d r i v i n g f o r c e ,
t h e b l o o d c a n s p o n t a n e o u s l y f l o w i n t o t h e m i c r o - s t r u c t u r e o f
c h i p b y u s i n g t h e s u r f a c e t e n s i o n a n d g r a v i t y . T h e
f l o w - d r i v i n g m e t h o d o l o g y c a n a v o i d t h e b r e a k o f b l o o d c e l l s
t o i m p r o v e t h e q u a l i t y o f s e p a r a t e d p l a s m a . T h e c h i p w a s
f a b r i c a t e d b y u s i n g p h o t o l i t h o g r a p h y t e c h n i q u e s t h r o u g h
r e p l i c a t i n g t h e m i c r o s t r u c t u r e m a s t e r c o n t a i n i n g
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m i c r o c h a n n e l s a n d m i c r o c h a m b e r s .
七、指定代表圖: (一)本案指定代表圖為:第( 一 )圖。
(二)本代表圖之元件符號簡單說明:
( 1 0 ) 基 板 ( 1 1 ) 輸 入 槽
( 1 2 ) 輸 出 槽 ( 1 3 ) 微 凹 槽
( 1 4 ) 微 流 道
( 2 0 ) 包 覆 層 ( 2 1 ) 輸 入 孔
( 2 2 ) 輸 出 孔
八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
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九、發明說明: 【 發 明 所 屬 之 技 術 領 域 】
本 發 明 係 有 關 於 一 種 分 離 晶 片 , 尤 指 一 種 串 連 式 堤 壩
型 血 漿 血 球 分 離 晶 片 及 其 製 造 方 法 , 其 係 利 用 串 連 式 堤 壩
型 的 設 計 逐 步 降 低 血 容 積 比,而 達 到 血 漿 血 球 分 離 之 目 的 。
【 先 前 技 術 】
分 離 血 漿 血 球 是 許 多 生 化 分 析 和 臨 床 醫 學 檢 驗 的 第 一
個 步 驟 , 檢 驗 血 液 中 血 漿 的 成 分 和 組 成 可 用 來 評 估 人 體 生
理 功 能 並 應 用 於 疾 病 的 診 斷 上 。 例 如 糖 尿 病 患 者 的 血 漿 血
糖 檢 查 、 血 漿 中 膽 固 醇 含 量 檢 測 及 三 酸 甘 油 酯 含 量 檢 查
等 。 傳 統 分 離 血 漿 的 方 法 多 使 用 離 心 的 方 式 , 利 用 比 重 的
不 同 得 以 分 離 出 各 種 血 液 成 份 , 其 缺 點 是 離 心 設 備 價 格 昂
貴 、 不 易 攜 帶 且 必 須 從 檢 測 者 身 上 取 得 數 毫 升 的 血 液 才 能
分 離 , 因 此 具 有 樣 本 需 求 量 大 且 處 理 時 間 長 的 缺 點 。 目 前
隨 著 實 驗 室 晶 片 ( L a b - o n - a - C h i p )的 逐 步 發 展,可 分 離 血 漿 血
球 的 晶 片 具 有 相 當 大 的 商 業 潛 力 。
目 前 用 以 分 離 血 漿 血 球 的 微 過 濾 裝 置 或 晶 片 略 可 分 為
薄 膜 式 與 結 構 式 兩 種 , 薄 膜 式 即 利 用 商 業 化 多 孔 性 薄 膜 ,
藉 由 接 合 技 術 整 合 至 晶 片 內 部 , 以 尺 寸 限 制 的 方 式 阻 擋 血
球 通 過 , 以 達 血 漿 分 離 之 目 的 。 而 結 構 式 是 利 用 微 製 程 技
術 製 作 柱 狀 ( p o s t )陣 列、堤 壩 狀 ( d a m )陣 列 與 網 狀 ( m e s h )隔 膜
等 結 構 , 透 過 微 結 構 限 制 以 分 離 血 漿 血 球 。 此 類 結 構 式 過
濾 裝 置 的 特 色 是 微 陣 列 的 孔 洞 都 需 遠 小 於 被 過 濾 物 的 直
徑 , 且 在 血 液 流 動 所 需 的 動 力 來 源 上 一 般 是 透 過 外 加 力 場
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(如 壓 力、離 心 力 與 電 場 力 等 )來 驅 動。在 加 工 基 材 選 用 上 為
承 受 較 大 的 壓 力 與 剪 切 力 , 一 般 皆 選 用 矽 或 玻 璃 , 以 免 在
施 加 壓 力 推 動 時 , 使 結 構 產 生 變 形 。
在 堤 壩 式 設 計 上 , 如 V a n D e l i n d e r 和 G r o i s m a n 以 錯 流
( c r o s s - f l o w )的 方 式 降 低 血 球 聚 集 來 分 離 血 漿 [ 1 ], 其 晶 片 結
構 包 括 一 可 供 血 液 樣 本 流 動 之 主 通 道 與 複 數 個 和 主 通 道 連
通 且 流 向 與 主 通 道 垂 直 之 過 濾 通 道 以 及 複 數 個 用 以 收 集 血
漿 之 且 與 過 濾 通 道 連 通 之 收 集 通 道 , 藉 由 堤 壩 型 設 計 攔 阻
血 球 通 過 。 血 液 樣 本 注 入 晶 片 後 藉 由 氣 動 壓 力 推 血 液 在 主
通 道 中 向 前 流 動 , 並 以 錯 流 方 式 使 血 液 進 入 過 濾 區 域 , 再
經 由 0 . 5μm 高 度 的 過 濾 通 道 將 血 球 和 血 漿 分 開 , 最 後 血 漿
經 由 收 集 通 道 流 出 而 得 到 過 濾 後 之 血 漿 。 此 晶 片 是 屬 於 連
續 式 的 血 漿 血 球 分 離 晶 片 , 操 作 時 間 可 持 續 進 行 一 小 時 ,
在 平 均 流 率 0 . 6 5μL / m i n 下 可 得 到 約 8 %的 血 漿。其 缺 點 是 以
壓 力 差 為 血 液 驅 動 源 , 容 易 造 成 微 通 道 的 變 形 , 並 易 使 紅
血 球 破 裂 而 污 染 血 漿 , 使 血 漿 的 品 質 降 低 。
此 外 C r o w l e y 等 人 的 血 漿 血 球 分 離 裝 置 同 樣 也 採 用 堤
壩 式 結 構 設 計 , 此 微 過 濾 裝 置 包 括 一 輸 入 槽 、 一 與 輸 入 槽
連 通 之 主 流 道 、 一 過 濾 通 道 、 一 血 漿 輸 出 通 道 以 及 一 與 過
濾 通 道 連 接 之 寬 度 較 寬 的 擴 展 通 道 。 血 液 樣 本 滴 入 輸 入 槽
後 會 在 主 流 道 中 向 前 流 動 , 寬 扁 型 的 主 流 道 設 計 (主 流 道 高
1 0μm 寬 1 0 0μm )使 液 體 在 毛 細 作 用 力 下 亦 能 產 生 較 快 的 流
速 , 以 避 免 血 球 的 凝 集 。 過 濾 通 道 後 兩 旁 設 有 與 主 流 道 方
向 互 相 垂 直 的 微 流 道 以 及 與 微 流 道 相 通 之 血 漿 收 集 通 道 ,
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血 液 進 入 過 濾 通 道 後 , 藉 由 此 0 . 5μm 高 度 的 微 流 道 將 血 球
和 血 漿 分 開 , 最 後 在 血 漿 收 集 通 道 中 收 集 得 到 血 漿 。 此 裝
置 以 毛 細 作 用 力 做 為 驅 動 源 , 利 用 流 道 寬 窄 變 化 的 結 構 設
計 來 控 制 微 流 道 中 血 液 的 流 速 , 並 增 加 血 液 在 過 濾 區 域 之
過 濾 時 間 , 在 平 均 流 率 3 5 ~ 1 7 5μL / s 下 , 可 得 到 約 1 4 ~ 4 5 n L
的 血 漿 。
在 上 述 兩 篇 堤 壩 型 微 結 構 過 濾 晶 片 的 研 究 中 , 主 要 都
採 用 錯 流 ( t r a n s v e r s e f l o w o r c r o s s f l o w )的 方 式 控 制 血 液 的
剪 變 率 ( s h e a r r a t e ), 以 避 免 血 球 凝 集 堵 住 過 濾 微 流 道 。 然
而 , 由 於 上 述 的 微 過 濾 裝 置 僅 只 在 單 一 堤 壩 型 結 構 中 進 行
血 液 過 濾 , 並 採 用 遠 小 於 血 球 半 徑 如 高 度 0 . 5μm 的 微 流 道
來 濾 除 血 球 , 但 微 流 道 高 度 過 小 容 易 造 成 紅 血 球 的 阻 塞 ,
且 血 液 在 微 流 道 中 剪 變 率 不 足 會 影 響 其 血 漿 血 球 分 離 效 率 ;
反 之 若 以 外 加 力 場 的 方 式 推 動 血 液 而 造 成 剪 流 率 過 大 , 則
會 導 致 紅 血 球 的 破 裂 而 使 血 漿 品 質 降 低 。
【 發 明 內 容 】
有 鑑 於 現 有 血 漿 血 球 分 離 晶 片 有 易 於 造 成 紅 血 球 阻 塞
微 流 道 而 使 分 離 效 率 不 佳 , 或 紅 血 球 容 易 破 裂 而 造 成 血 漿
品 質 下 降 等 問 題 , 本 發 明 之 目 的 在 於 提 供 一 種 串 連 式 堤 壩
型 血 漿 血 球 分 離 晶 片 及 其 製 造 方 法 , 其 係 利 用 串 連 式 堤 壩
型 的 設 計 而 避 免 紅 血 球 阻 塞 微 流 道 , 且 無 須 外 加 作 用 力 驅
動 血 液 流 動 而 可 避 免 紅 血 球 破 裂 。
為 達 成 以 上 的 目 的 , 本 發 明 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球
分 離 晶 片 係 包 括 :
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一 基 板 , 基 板 頂 面 係 設 有 一 輸 入 槽 與 一 輸 出 槽 , 並 於
輸 入 槽 與 輸 出 槽 間 設 有 一 組 以 上 之 微 凹 槽 串 列 , 各 微 凹 槽
串 列 係 包 含 有 複 數 個 微 凹 槽 , 各 微 凹 槽 係 間 隔 設 置 且 其 深
度 係 大 於 1 0 0 微 米 (μm )以 上 ; 以 及
一 包 覆 層 , 包 覆 層 之 底 面 係 連 接 於 基 板 頂 面 且 覆 蓋 微
凹 槽 , 包 覆 層 設 有 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 入 槽 連 通 之 輸 入 孔
與 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 出 槽 連 通 之 輸 出 孔 ;
各 微 凹 槽 串 列 相 鄰 之 微 凹 槽 間 、 輸 入 槽 與 各 微 凹 槽 串
列 間 以 及 輸 出 槽 與 各 微 凹 槽 串 間 係 分 別 連 通 設 有 一 個 以 上
之 微 流 道 , 微 流 道 係 與 微 凹 槽 之 頂 緣 相 接 , 微 流 道 之 高 度
約 為 2 ~ 1 0 微 米 而 接 近 於 紅 血 球 直 徑 ( 紅 血 球 係 略 為 圓 盤
狀 , 橫 向 直 徑 約 為 8 微 米 , 縱 向 直 徑 約 為 2 微 米 )。
本 發 明 又 關 於 一 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球 分 離 晶 片 之 製
造 方 法 , 其 係 包 含 以 下 步 驟 :
製 備 一 微 凸 柱 母 模 : 該 微 凸 柱 母 模 係 包 括 一 微 凸 柱 基
座 , 微 凸 柱 基 座 頂 面 係 形 成 有 一 輸 入 凸 柱 與 一 輸 出 凸 柱 ,
並 於 輸 入 柱 與 輸 出 柱 間 形 成 有 一 組 以 上 之 微 凸 柱 串 列 , 各
微 凸 柱 串 列 係 包 含 有 複 數 個 微 凸 柱,各 微 凸 柱 係 間 隔 設 置 ;
製 備 一 微 凸 肋 母 模 : 該 微 凸 肋 母 模 係 包 括 一 微 凸 肋 基
座 , 微 凸 肋 基 座 頂 面 對 應 於 微 凸 柱 母 模 各 微 凸 柱 串 列 之 相
鄰 微 凸 柱 之 間 隔 位 置 、 輸 入 凸 柱 與 各 微 凸 柱 串 列 之 間 隔 位
置 以 及 輸 出 凸 柱 與 各 微 凸 柱 串 列 之 間 隔 位 置 係 分 別 設 有 一
個 以 上 之 微 凸 肋 , 各 微 凸 肋 之 長 度 係 大 於 相 對 應 之 間 隔 寬
度 ;
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翻 模 成 型 一 微 凹 槽 基 板 : 將 一 基 材 灌 注 於 微 凸 柱 母 模
頂 面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一 微 凹 槽 基 板 ,
基 板 頂 面 係 形 成 有 對 應 於 微 凸 柱 母 模 輸 入 凸 柱 、 輸 出 凸 柱
與 微 凸 柱 之 輸 入 槽 、 輸 出 槽 與 微 凹 槽 ;
翻 模 成 型 一 微 流 道 包 覆 層 : 將 一 基 材 灌 注 於 微 凸 肋 母
模 頂 面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一 微 流 道 基
板 , 基 板 頂 面 係 形 成 有 對 應 於 微 凸 肋 母 模 微 凸 肋 之 微 流
道 ; 以 及
接 合 微 凹 槽 基 板 與 微 流 道 包 覆 層 : 將 微 流 道 包 覆 層 頂
面 接 合 至 微 凹 槽 基 板 頂 面 並 覆 蓋 微 凹 槽 基 板 之 輸 入 槽 、 輸
出 槽 與 微 凹 槽 , 微 流 道 係 連 接 於 相 對 應 之 微 凹 槽 頂 緣 , 微
流 道 包 覆 層 係 設 有 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 入 槽 連 通 之 輸 入 孔
與 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 出 槽 連 通 之 輸 出 孔 。
本 發 明 另 關 於 一 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球 分 離 晶 片 之 製
造 方 法 , 其 係 包 含 以 下 步 驟 :
製 備 一 雙 層 母 模 : 該 母 模 係 包 括 一 微 結 構 基 座 , 微 結
構 基 座 頂 面 係 形 成 有 一 輸 入 凸 柱 與 一 輸 出 凸 柱 , 並 於 輸 入
柱 與 輸 出 柱 間 形 成 有 一 組 以 上 之 微 凸 柱 串 列 , 各 微 凸 柱 串
列 係 包 含 有 複 數 微 凸 柱 , 各 微 凸 柱 係 間 隔 設 置 , 各 微 凹 槽
串 列 之 相 鄰 之 微 凸 柱 間 、 輸 入 凸 柱 與 各 微 凸 柱 串 列 間 以 及
輸 出 凸 柱 與 各 微 凸 柱 串 列 間 係 分 別 連 接 設 有 一 個 以 上 之 微
凸 肋 , 微 凸 肋 係 與 對 應 之 微 凸 柱 底 緣 相 接 ;
翻 模 成 型 一 微 結 構 基 板 : 將 一 基 材 灌 注 於 雙 層 母 模 頂
面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一 微 結 構 基 板 , 微
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結 構 基 板 頂 面 係 形 成 有 對 應 於 雙 層 母 模 輸 入 凸 柱 、 輸 出 凸
柱、微 凸 柱 與 微 凸 肋 之 輸 入 槽、輸 出 槽、微 凹 槽 與 微 流 道 ;
以 及
接 合 一 包 覆 層 : 將 一 包 覆 層 接 合 至 微 結 構 基 板 頂 面 並
覆 蓋 微 結 構 基 板 之 輸 入 槽 、 輸 出 槽 、 微 凹 槽 與 微 流 道 , 包
覆 層 係 設 有 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 入 槽 連 通 之 輸 入 孔 與 一 貫
穿 包 覆 層 且 與 輸 出 槽 連 通 之 輸 出 孔 。
本 發 明 可 達 成 的 具 體 功 效 包 括 :
1 . 本 發 明 串 連 式 堤 壩 型 結 構 , 而 非 僅 僅 利 用 單 一 的
堤 壩 型 結 構 來 過 濾 血 漿 血 球 。 血 液 在 微 流 道 中 過 濾 的 方 式
也 有 所 不 同 , 串 連 式 堤 壩 型 微 結 構 藉 由 約 略 大 於 血 球 直 徑
之 微 流 道 高 度 來 限 制 血 球 細 胞 在 不 同 微 凹 槽 中 的 移 動 , 目
的 並 不 是 要 由 一 次 的 微 流 道 結 構 就 進 行 完 全 過 濾 , 而 是 希
望 藉 由 多 次 的 微 流 道 設 計 依 序 降 低 血 容 積 比 , 如 此 較 不 易
因 血 球 堵 塞 微 流 道 就 不 能 再 進 行 分 離 , 而 個 別 微 凹 槽 則 提
供 足 夠 大 的 體 積 , 以 收 集 未 能 通 過 微 流 道 的 血 球 細 胞 。
2 . 本 發 明 且 本 發 明 之 串 連 式 堤 壩 型 微 結 構 由 於 使 用
高 度 略 大 於 紅 血 球 直 徑 的 微 流 道 , 可 僅 藉 由 毛 細 作 用 力 即
可 帶 動 血 液 流 動 , 故 無 須 施 加 外 力 以 推 動 血 液 前 進 , 所 以
血 球 不 易 破 裂 , 可 提 高 分 離 後 的 血 漿 品 質 。
【 實 施 方 式 】
請 參 照 第 一 圖 至 第 四 圖 所 示 , 本 發 明 串 連 式 堤 壩 型 血
漿 血 球 分 離 晶 片 之 較 佳 實 施 例 係 包 括 一 基 板 ( 1 0 ) 與 一
連 接 基 板 ( 1 0 ) 之 包 覆 層 ( 2 0 ) , 基 板 ( 1 0 ) 頂 面
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係 設 有 一 輸 入 槽 ( 1 1 ) 與 一 輸 出 槽 ( 1 2 ) , 並 於 輸 入
槽 ( 1 1 ) 與 輸 出 槽 ( 1 2 ) 間 設 有 一 組 以 上 之 微 凹 槽 串
列 , 各 微 凹 槽 串 列 係 包 含 有 複 數 個 微 凹 槽 ( 1 3 ) , 各 微
凹 槽 ( 1 3 ) 係 間 隔 設 置 且 其 深 度 係 大 於 1 0 0 微 米 (μm );
較 佳 的 是 , 本 較 佳 實 施 例 係 設 有 一 微 凹 槽 串 列 , 微 凹 槽 串
列 係 包 含 有 十 個 微 凹 槽 ( 1 3 ) , 各 微 凹 槽 ( 1 3 ) 之 間
隔 距 離 為 1 0 0 0 微 米 , 微 凹 槽 ( 1 3 ) 係 為 圓 柱 形 , 微 凹 槽
( 1 3 )之 直 徑 在 1 0 0 0 微 米 ~ 2 0 0 0 微 米 間,微 凹 槽( 1 3 )
之 深 度 在 3 3 0 微 米 ~ 3 5 0 微 米 間 ; 藉 由 遠 大 於 血 球 直 徑 之 微
凹 槽( 1 3 )深 度 設 計 使 血 液 樣 本 通 過 微 凹 槽( 1 3 )時 ,
血 球 可 自 然 沉 降 於 微 凹 槽 ( 1 3 ) 中 ;
包 覆 層 ( 2 0 ) 之 底 面 係 連 接 於 基 板 ( 1 0 ) 頂 面 且
覆 蓋 微 凹 槽 ( 1 3 ) , 包 覆 層 ( 2 0 ) 設 有 一 貫 穿 包 覆 層
( 2 0 ) 且 與 輸 入 槽 ( 1 1 ) 連 通 之 輸 入 孔 ( 2 1 ) 與 一
貫 穿 包 覆 層( 2 0 )且 與 輸 出 槽( 1 2 )連 通 之 輸 出 孔( 2
2 ) , 血 液 樣 本 藉 由 輸 入 孔 ( 2 1 ) 而 可 由 外 界 注 入 輸 入
槽 ( 1 1 ) , 並 由 輸 出 孔 ( 2 2 ) 取 出 流 至 輸 出 槽 ( 1 3 )
中 之 已 分 離 之 血 漿 ;
各 微 凹 槽 串 列 相 鄰 之 微 凹 槽 ( 1 3 ) 間 、 輸 入 槽 ( 1
1 ) 與 各 微 凹 槽 串 列 間 以 及 輸 出 槽 ( 1 3 ) 與 各 微 凹 槽 串
列 間 係 分 別 連 通 設 有 一 個 以 上 之 微 流 道 ( 1 4 ) , 微 流 道
( 1 4 ) 係 與 微 凹 槽 ( 1 3 ) 之 頂 緣 相 接 ; 較 佳 的 是 , 微
流 道( 1 4 )之 高 度 約 在 2 微 米 ~ 1 0 微 米 間,各 微 凹 槽 串 列
相 鄰 之 微 凹 槽 ( 1 3 ) 間 、 輸 入 槽 ( 1 1 ) 與 各 微 凹 槽 串
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列 間 以 及 輸 出 槽 ( 1 2 ) 與 各 微 凹 槽 串 列 間 係 分 別 連 通 設
有 五 個 並 列 之 微 流 道 ( 1 4 ) , 微 流 道 ( 1 4 ) 之 寬 度 在
5 0 微 米 ~ 1 0 0 微 米 間 , 微 流 道 的 深 寬 比 以 不 低 於 0 . 1 為 限 ,
以 避 免 此 寬 扁 型 微 流 道 之 底 部 與 包 覆 層 ( 2 0) 產 生 沾 黏 ,
致 使 微 流 道 阻 塞 ; 藉 由 微 流 道 ( 1 4 ) 之 設 置 而 使 微 凹 槽
( 1 3 )以 堤 壩 型 ( d a m - l i k e )的 方 式 形 成 串 連 式 ( s e r i e s - t y p e )
的 連 接 , 當 血 液 樣 本 注 入 輸 入 槽 ( 1 1 ) 後 , 血 液 樣 本 即
可 依 序 流 經 各 微 凹 槽 ( 1 3 ) 而 流 至 輸 出 槽 ( 1 2 ) 中 。
由 於 本 發 明 之 較 佳 實 施 例 中 , 微 流 道 ( 1 4 ) 的 高 度
略 大 於 欲 分 離 之 血 球 直 徑 , 因 此 血 液 易 藉 由 毛 細 作 用 力 的
驅 動 而 往 前 流 動,以 填 充 至 深 度 1 0 0 微 米 以 上 之 微 凹 槽( 1
3 ) 。 由 於 微 流 道 ( 1 4 ) 高 度 並 非 遠 小 於 血 球 直 徑 , 故
血 球 還 是 有 可 能 可 在 微 流 道 ( 1 4 ) 中 移 動 , 但 其 機 率 會
隨 微 凹 槽( 1 3 )堤 壩 結 構 的 串 連 增 加 而 顯 著 降 低。此 外 ,
當 血 液 流 入 微 凹 槽 ( 1 3 ) 時 , 血 球 可 因 重 力 作 用 而 自 然
沉 降 於 微 凹 槽 ( 1 3 ) 中 , 而 達 到 分 離 血 漿 血 球 的 目 的 。
本 發 明 晶 片 之 較 佳 實 施 例 的 設 計 並 不 在 要 求 通 過 第 一 個 微
凹 槽 ( 1 3 ) 就 完 全 過 濾 血 球 , 而 是 經 由 串 連 式 堤 壩 型 的
微 凹 槽 ( 1 3 ) 的 設 計 依 序 降 低 血 液 容 積 比 , 而 達 到 分 離
血 漿 之 目 的 。
於 本 發 明 之 較 佳 實 例 中 , 基 板 ( 1 0 ) 係 可 為 矽 膠
( s i l i c o n e ) 材 料 所 製 成 ( 如 聚 二 甲 基 矽 氧 烷
( P o l y d i m e t h y l s i l o x a n e, P D M S )) , 由 於 P D M S 為 疏 水 性 的
矽 膠 類 材 質 , 因 此 血 液 樣 本 不 易 於 P D M S 材 料 上 的 微 流 道
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( 1 4 ) 中 藉 由 毛 細 作 用 力 自 然 流 入 微 結 構 內 部 , 且 疏 水
性 質 容 易 在 通 入 液 體 時 產 生 氣 泡 , 甚 至 可 能 會 導 致 微 流 道
的 阻 塞 。 因 此 需 對 P D M S 基 板 與 P D M S 包 覆 層 進 行 表 面 修
飾 以 增 加 其 親 水 性。於 本 發 明 之 較 佳 實 施 例 中,P D M S 基 板
與 P D M S 包 覆 層 表 面 係 進 行 氧 電 漿 處 理 ( O 2 P l a s m a
T r e a t m e n t )與 矽 烷 化 ( S i l a n i z a t i o n )處 理 。 氧 電 漿 處 理 主 要 是
由 氧 氣 經 電 漿 激 發 產 生 具 有 能 量 的 粒 子,這 些 粒 子 與 P D M S
材 料 表 面 互 相 作 用 後 , 使 P D M S 材 料 表 面 上 的 S i - C H 3 轉 變
為 可 離 子 化 的 矽 醇 基 S i - O H,以 增 加 其 表 面 的 親 水 性。由 於
氧 電 漿 處 理 之 P D M S 表 面 親 水 性 並 不 十 分 穩 定 , 可 再 以 矽
烷 化 處 理 以 維 持 親 水 性 的 穩 定 與 持 久 。 矽 烷 化 處 理 係 可 使
用 一 端 帶 有 A l k o x y - s i l y l 基 團,另 一 端 則 帶 有 特 定 官 能 基 的
有 機 矽 烷 化 合 物 , 如 3 - 胺 基 丙 烯 基 三 甲 氧 基 矽 烷
( 3 - a m i n o - p r o p y l - t r i m e t h o x y s i l a n e ( A P T E S ) )和 3 -氰 基 丙 烯 基
三 氯 矽 烷 ( 3 - C y a n p r o p y l t r i c h l o r o s i l a n e ( C P T E S ) ), 來 做 矽 烷
化 的 處 理 , 當 於 氧 電 漿 處 理 後 之 P D M S 表 面 進 行 矽 烷 化 反
應 時, A l k o x y - s i l y l 基 團 會 與 P D M S 基 材 表 面 的 - O H 官 能 基
進 行 反 應,而 形 成 具 有 特 定 官 能 基 的 有 機 分 子 層,經 A P T E S
矽 烷 化 處 理 後 其 表 面 會 帶 有 N H 2 官 能 基,經 C P T E S 矽 烷 化
處 理 後 其 表 面 則 帶 有 C N 官 能 基 , 藉 此 將 特 定 官 能 基 導 入
P D M S 材 料 的 表 面 。
請 進 一 步 參 照 第 五 圖 所 示 , 基 板 ( 1 0 A ) 頂 面 係 可
形 成 兩 平 行 並 列 之 微 凹 槽 串 列 。 於 本 發 明 之 第 一 較 佳 實 例
中 , 微 流 道 ( 1 3 ) 係 形 成 於 基 板 ( 1 0 ) 之 頂 面 , 包 覆
-
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層 ( 2 0 ) 係 為 玻 璃 材 質 。 請 進 一 步 參 照 第 六 圖 所 示 , 於
本 發 明 之 第 二 較 佳 實 例 中 , 微 流 道 ( 1 4 ) 係 形 成 於 包 覆
層 ( 1 0 B ) 之 底 面 , 包 覆 層 係 為 矽 膠 材 料 如 P D M S。
請 參 照 第 六 圖 所 示 , 本 發 明 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球
分 離 晶 片 之 製 造 方 法 係 包 含 以 下 步 驟 :
1 . 製 備 一 微 凸 柱 母 模 : 該 微 凸 柱 母 模 ( 3 0 ) 係 包
括 一 微 凸 柱 基 座 ( 3 1 ) , 微 凸 柱 基 座 ( 3 1 ) 頂 面 係 形
成 有 一 輸 入 凸 柱 ( 3 2 ) 與 一 輸 出 凸 柱 ( 3 3 ) , 並 於 輸
入 凸 柱 ( 3 2 ) 與 輸 出 凸 柱 ( 3 3 ) 間 形 成 有 一 組 以 上 之
微 凸 柱 串 列 , 各 微 凸 柱 串 列 係 包 含 有 複 數 個 微 凸 柱 ( 3
4 ) , 各 微 凸 柱 ( 3 4 ) 係 間 隔 設 置 且 其 高 度 係 大 於 1 0 0
微 米 ;
2 . 製 備 一 微 凸 肋 母 模 : 該 微 凸 肋 母 模 ( 4 0 ) 係 包
括 一 微 凸 肋 基 座 ( 4 1 ) , 微 凸 肋 基 座 ( 4 1 ) 頂 面 對 應
於 微 凸 柱 母 模 ( 3 0 ) 各 微 凸 柱 串 列 之 相 鄰 微 凸 柱 ( 3 4 )
之 間 隔 位 置 、 輸 入 凸 柱 ( 3 2 ) 與 各 微 凸 柱 串 列 之 間 隔 位
置 以 及 輸 出 凸 柱 ( 3 3 ) 與 各 微 凸 柱 串 列 之 間 隔 位 置 係 分
別 設 有 一 個 以 上 之 微 凸 肋 ( 4 2 ) , 各 微 凸 肋 ( 4 2 ) 之
長 度 係 大 於 相 對 應 之 間 隔 寬 度 , 微 凸 肋 ( 4 2 ) 之 高 度 在
1 0 微 米 ; 較 佳 的 是 , 微 凸 肋 基 座 ( 4 1 ) 頂 面 對 應 於 相 鄰
微 凸 柱 ( 3 4 ) 之 間 隔 位 置 、 輸 入 凸 柱 ( 3 2 ) 與 各 微 凸
柱 串 列 之 間 隔 位 置 以 及 輸 出 凸 柱 ( 3 3 ) 與 各 微 凸 柱 串 列
之 間 隔 位 置 係 分 別 設 有 五 個 平 行 並 列 之 微 凸 肋 ( 4 1 ) ;
3 . 翻 模 成 型 一 微 凹 槽 基 板 : 將 一 基 材 灌 注 於 微 凸 柱
-
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母 模 ( 3 0 ) 頂 面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一
微 凹 槽 基 板 ( 1 0 B ) , 微 凹 槽 基 板 ( 1 0 B ) 頂 面 係 形
成 有 對 應 於 微 凸 柱 母 模 ( 3 0 ) 輸 入 凸 柱 ( 3 2 ) 、 輸 出
凸 柱 ( 3 3 ) 與 微 凸 柱 ( 3 4 ) 之 輸 入 槽 ( 1 1 B ) 、 輸
出 槽 ( 1 2 B ) 與 微 凹 槽 ( 1 3 B ) ; 較 佳 的 是 , 微 凹 槽
基 板 ( 1 0 B ) 係 為 矽 膠 材 料 如 P D M S 所 製 成 ;
4 . 翻 模 成 型 一 微 流 道 包 覆 層 : 將 一 矽 膠 ( s i l i c o n e )材
料 如 聚 二 甲 基 矽 氧 烷 ( P o l y d i m e t h y l s i l o x a n e, P D M S )灌 注 於
微 凸 肋 母 模 ( 4 0 ) 頂 面 , 並 於 材 料 固 化 後 使 基 材 翻 模 成
型 為 一 微 流 道 包 覆 層 ( 2 0 B ) , 微 流 道 包 覆 層 ( 2 0 B )
頂 面 係 形 成 有 對 應 於 微 凸 肋 母 模 ( 4 0 ) 微 凸 肋 ( 4 2 )
之 微 流 道 ( 2 3 B ) ;
5 . 接 合 微 凹 槽 基 板 與 微 流 道 包 覆 層 : 將 微 流 道 包 覆
層 ( 2 0 B ) 頂 面 接 合 至 微 凹 槽 基 板 ( 1 0 B ) 頂 面 並 覆
蓋 微 凹 槽 基 板( 1 0 B )之 輸 入 槽( 1 1 B )、輸 出 槽( 1
2 B ) 與 微 凹 槽 ( 1 3 B ) , 微 流 道 ( 2 3 B ) 係 連 接 於
相 對 應 之 微 凹 槽 ( 1 3 B ) 頂 緣 , 微 流 道 包 覆 層 ( 2 0 B )
係 設 有 一 貫 穿 微 流 道 包 覆 層 ( 2 0 B ) 且 與 輸 入 槽 ( 1 1
B ) 連 通 之 輸 入 孔 ( 2 1 B ) 與 一 貫 穿 微 流 道 包 覆 層 ( 2
0 B ) 且 與 輸 出 槽 ( 1 2 B ) 連 通 之 輸 出 孔 ( 2 2 B ) 。
於 上 述 方 法 中 之 較 佳 實 施 例 中,P D M S 材 料 所 製 成 的 微
凹 槽 基 板 ( 1 0 B ) 與 微 流 道 包 覆 層 ( 2 1 B ) 在 進 行 接
合 前 , 先 經 過 氧 電 漿 處 理 步 驟 與 矽 烷 化 處 理 步 驟 以 增 加 表
面 的 親 水 性 。
-
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請 參 照 第 七 圖 所 示 , 本 發 明 之 另 一 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片 之 製 造 方 法 係 包 含 以 下 步 驟 :
1 . 製 備 一 雙 層 母 模 : 該 雙 層 母 模 ( 5 0 ) 係 包 括 一
微 結 構 基 座 ( 5 1 ) , 微 結 構 基 座 ( 5 1 ) 頂 面 係 形 成 有
一 輸 入 凸 柱 ( 5 2 ) 與 一 輸 出 凸 柱 ( 5 3 ) , 並 於 輸 入 凸
柱 ( 5 2 ) 與 輸 出 凸 柱 ( 5 3 ) 間 形 成 有 一 組 以 上 之 微 凸
柱 串 列 , 各 微 凸 柱 串 列 係 包 含 有 複 數 個 微 凸 柱 ( 5 4 ) ,
各 微 凸 柱 ( 5 4 ) 係 間 隔 設 置 且 其 高 度 係 大 於 1 0 0 微 米 ,
各 微 凸 柱 串 列 之 相 鄰 微 凸 柱 ( 5 4 ) 間 、 輸 入 凸 柱 ( 5 2 )
與 各 微 凸 柱 串 列 間 以 及 輸 出 凸 柱 ( 5 3 ) 與 各 微 凸 柱 串 列
間 係 分 別 連 接 設 有 一 個 以 上 之 微 凸 肋( 5 5 ),微 凸 肋( 5
5 ) 係 與 對 應 之 微 凸 柱 ( 5 4 ) 底 緣 相 接 , 微 凸 肋 ( 5 5 )
之 高 度 在 1 0 微 米 ; 較 佳 的 是 , 相 鄰 之 微 凸 柱 ( 5 4 ) 間 、
輸 入 凸 柱 ( 5 2 ) 與 各 微 凸 柱 串 列 間 以 及 輸 出 凸 柱 ( 5 3 )
與 各 微 凸 柱 串 列 間 係 分 別 連 接 設 有 五 個 平 行 並 列 之 微 凸 肋
( 5 5 ) ;
2 . 翻 模 成 型 一 微 結 構 基 板 : 將 一 基 材 灌 注 於 雙 層 母
模 ( 5 0 ) 頂 面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一 微
結 構 基 板 ( 1 0 C ) , 微 結 構 基 板 ( 1 0 C ) 頂 面 係 形 成
有 對 應 於 雙 層 母 模 ( 5 0 ) 輸 入 凸 柱 ( 5 2 ) 、 輸 出 凸 柱
( 5 3 )、微 凸 柱( 5 4 )與 微 凸 肋( 5 5 )之 輸 入 槽( 1
1 C ) 、 輸 出 槽 ( 1 2 C ) 、 微 凹 槽 ( 1 3 C ) 與 微 流 道
( 1 4 C ) ; 較 佳 的 是 , 微 結 構 基 板 ( 1 0 C ) 係 為 矽 膠
材 料 如 P D M S 所 製 成 ;
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3 . 接 合 一 包 覆 層 : 將 一 包 覆 層 ( 2 0 C ) 接 合 至 微
結 構 基 板 ( 1 0 C ) 頂 面 並 覆 蓋 微 結 構 基 板 ( 1 0 C ) 之
輸 入 槽 ( 1 1 C ) 、 輸 出 槽 ( 1 2 C ) 、 微 凹 槽 ( 1 3 C )
與 微 流 道 ( 1 4 C ) , 包 覆 層 ( 2 0 C ) 係 設 有 一 貫 穿 包
覆 層 ( 2 0 C ) 且 與 輸 入 槽 ( 1 1 C ) 連 通 之 輸 入 孔 ( 2
1 C ) 與 一 貫 穿 包 覆 層 ( 2 0 C ) 且 與 輸 出 槽 ( 1 2 C )
連 通 之 輸 出 孔 ( 2 2 C ) ; 較 佳 的 是 , 包 覆 層 ( 2 0 C )
係 為 玻 璃 所 製 成 。
於 上 述 方 法 中 之 較 佳 實 施 例 中,P D M S 材 料 所 製 成 的 微
結 構 基 板 ( 1 0 C ) 在 進 行 接 合 步 驟 前 , 先 經 過 氧 電 漿 處
理 與 矽 烷 化 表 面 修 飾 後 。
於 上 述 兩 方 法 中 之 較 佳 實 施 例 中 , 微 凸 柱 串 列 係 包 含
有 十 個 微 凸 柱 ( 3 4 ) ( 5 4 ) , 各 微 凸 柱 ( 3 4 ) ( 5
4 ) 之 間 隔 距 離 為 1 0 0 0 微 米 , 微 凸 柱 ( 3 4 ) ( 5 4 ) 係
為 圓 柱 形,微 凸 柱( 3 4 )( 5 4 )之 直 徑 在 1 0 0 0 微 米 ~ 2 0 0 0
微 米 間 , 微 凸 柱 ( 3 4 ) ( 5 4 ) 之 高 度 在 3 3 0 微 米 ~ 3 5 0
微 米 間;最 佳 的 是,微 凸 柱( 3 4 )( 5 4 )之 深 度 為 3 5 0
微 米 ; 較 佳 的 是 , 微 凸 肋 ( 4 2 ) ( 5 5 ) 之 寬 度 在 5 0 微
米 ~ 1 0 0 微 米 間 ; 最 佳 的 是 , 微 凸 肋 ( 4 2 ) ( 5 5 ) 之 高
度 為 1 0 微 米,微 凸 肋( 4 2 )( 5 5 )之 寬 度 為 5 0 微 米 。
實 施 例 一 : 微 凸 肋 母 模 的 製 備 過 程
( a ) 清 洗 玻 璃 基 座 。
( b ) 利 用 滴 管 ( D r o p e r )塗 覆 S U 8 3 0 1 0 負 光 阻 於 玻 璃 基
-
18
座 上,然 後 進 行 旋 轉 塗 佈 ( S p i n c o a t i n g ),旋 轉 參 數 為 S t e p 1 :
5 0 0 r p m f o r 1 5 s, S t e p 2 : 2 2 1 0 r p m f o r 4 0 s, 然 後 將 玻 璃 基
座 放 置 在 熱 墊 板 ( H o t P l a t e )上 進 行 軟 烤 ( S o f t B a k e ), 溫 度 從
6 5℃ 逐 步 升 溫 至 9 5℃ 維 持 1 5 分 鐘 。
( c ) 軟 烤 後 待 基 座 冷 卻 至 室 溫 , 使 用 曝 光 機 透 過 光 罩
對 負 光 阻 進 行 接 觸 式 曝 光,曝 光 量 為 8 1 m J / c m 2,波 長 為 3 6 5
n m。 曝 光 結 束 後 將 玻 璃 基 座 放 置 熱 墊 板 上 進 行 曝 後 烤 ( P o s t
E x p o s u r e B a k e, P E B ), 溫 度 從 6 5 ℃ 逐 步 升 溫 至 9 5 ℃ 維
持 1 5 分 鐘 。
( d ) 曝 後 烤 完 後 待 基 座 冷 卻 至 室 溫, 利 用 S U 8 顯 影 液
對 晶 片 進 行 顯 影 以 得 到 S U 8 微 凸 肋 母 模 結 構 , 微 凸 肋 高 度
約 為 1 0μ m,最 後 在 溫 度 9 5℃ 下 烘 烤 1 5 分 鐘 以 加 強 微 凸 肋
母 模 結 構 的 強 度 。
實 施 例 二 : 微 凸 柱 母 模 的 製 備
( a ) 清 洗 玻 璃 基 座 , 其 長 7 6 毫 米 ( m m ), 寬 2 6 毫 米 。
( b ) 使 用 水 平 儀 將 熱 墊 板 調 整 為 水 平 , 將 玻 璃 基 座 放
置 其 上 , 在 溫 度 5 7 ℃ 下 使 用 注 射 針 頭 , 利 用 定 體 積 注 射
( C o n s t a n t - V o l u m e - I n j e c t i o n ) 的 方 法 塗 佈 體 積 為 1 . 1 m L 之
S U 8 2 0 5 0 負 光 阻 於 玻 璃 基 座 上 , 塗 佈 過 程 中 須 盡 量 減 少 光
阻 中 產 生 氣 泡 以 免 影 響 結 構 , 玻 璃 基 座 邊 緣 亦 要 注 意 修
飾 , 以 避 免 烘 烤 後 玻 璃 基 座 周 圍 的 光 阻 產 生 向 內 縮 減 的 情
形 。
( c ) 塗 佈 完 成 後 逐 步 將 溫 度 升 高 , 先 在 6 5℃ 維 持 1 5
-
19
分 鐘 , 之 後 升 溫 至 9 5°C 維 持 1 5 分 鐘 , 最 後 升 至 1 2 0°C 維
持 3 小 時 , 之 後 逐 步 降 低 溫 度 , 自 1 2 0°C 降 至 1 0 0°C 維 持
1 5 分 鐘 , 再 降 至 9 0°C 維 持 1 5 分 鐘 , 在 6 0°C 維 持 3 0 分 鐘
之 後 冷 卻 至 室 溫 , 接 著 使 用 曝 光 機 透 過 光 罩 對 晶 片 進 行 接
觸 式 曝 光,曝 光 量 為 8 2 5 m J / c m 2,波 長 為 3 6 5 n m。曝 光 結 束
後 將 玻 璃 基 座 放 置 熱 墊 板 上 進 行 曝 後 烤,溫 度 在 6 5°C 維 持
1 5 分 鐘 , 之 後 升 溫 至 9 5°C 維 持 3 0 分 鐘 。
( d ) 曝 後 烤 完 後 待 晶 片 冷 卻 至 室 溫 , 利 用 S U 8 顯 影
液 對 晶 片 進 行 顯 影 以 得 到 S U 8 微 凸 柱 母 模 結 構 , 微 凸 柱 高
度 約 為 3 5 0μ m, 最 後 在 溫 度 9 5℃ 下 烘 烤 1 5 分 鐘 以 加 強 母
模 結 構 的 強 度 。
實 施 例 三 : 雙 層 母 模 的 製 備 過 程
( a ) 清 洗 玻 璃 基 座 ( 6 0 ) , 其 長 7 6 毫 米 ( m m ), 寬
2 6 毫 米 。
( b ) 利 用 滴 管 塗 覆 S U 8 3 0 1 0 第 一 層 負 光 阻( 6 1 )於
玻 璃 基 座 ( 6 0 ) 頂 面 , 然 後 進 行 旋 轉 塗 佈 , 旋 轉 參 數 為
S t e p 1 : 5 0 0 r p m f o r 1 5 s, S t e p 2 : 2 2 1 0 r p m f o r 4 0 s,然 後 將
玻 璃 基 座 ( 6 0 ) 放 置 在 熱 墊 板 上 對 第 一 層 負 光 阻 ( 6 1 )
進 行 軟 烤 , 溫 度 從 6 5℃ 逐 步 升 溫 至 9 5℃ 烘 烤 1 5 分 鐘 。
( c ) 軟 烤 後 待 玻 璃 基 座 ( 6 0 ) 冷 卻 至 室 溫 , 使 用 曝
光 機 透 過 光 罩 ( 6 2 ) 對 第 一 層 負 光 阻 ( 6 1 ) 進 行 接 觸
式 曝 光 , 曝 光 量 為 8 1 m J / c m 2, 波 長 為 3 6 5 n m。
( d ) 曝 光 結 束 後 , 使 用 水 平 儀 將 熱 墊 板 調 整 為 水 平 ,
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將 玻 璃 基 座 ( 6 0 ) 放 置 其 上 , 在 溫 度 5 7℃ 下 使 用 注 射 針
頭 , 利 用 定 體 積 注 射 ( C o n s t a n t - V o l u m e - I n j e c t i o n )的 方 法 塗
佈 體 積 為 1 . 1 m L 之 S U 8 3 0 5 0 第 二 層 負 光 阻( 6 3 )於 玻 璃
基 座( 6 0 )上,然 後 進 行 軟 烤,在 6 5℃ 維 持 1 5 分 鐘,逐
步 升 溫 至 9 5°C 維 持 3 小 時 , 之 後 逐 步 降 低 溫 度 , 在 6 0°C
維 持 3 0 分 鐘 之 後 冷 卻 至 室 溫 。
( e ) 利 用 光 罩 ( 6 4 ) 對 第 二 層 負 光 阻 ( 6 3 ) 進 行
第 二 次 的 曝 光,曝 光 量 為 8 2 5 m J / c m 2,波 長 為 3 6 5 n m。曝 光
結 束 後 將 玻 璃 基 座 ( 6 0 ) 放 置 熱 墊 板 上 進 行 曝 後 烤
( P E B ), 溫 度 在 6 5°C 維 持 1 5 分 鐘 , 逐 步 升 溫 至 9 5°C 維 持
3 0 分 鐘 , 進 而 產 生 微 凸 柱 結 構 。
( f ) 曝 後 烤 完 後 待 玻 璃 基 座 ( 6 0 ) 冷 卻 至 室 溫 , 利
用 S U 8 顯 影 液 對 第 二 層 負 光 阻 ( 6 3 ) 進 行 顯 影 以 得 到 雙
層 S U 8 母 模 結 構,最 後 在 溫 度 9 5℃ 下 烘 烤 1 5 分 鐘 以 加 強 母
模 結 構 的 強 度 。
實 施 例 四 : P D M S 基 材 的 製 備
P D M S 材 料 的 製 備 是 利 用 A 劑 ( B a s e, 末 端 含 有 乙 烯 基
的 長 P D M S 單 體 )及 B 劑 ( C u r i n g a g e n t,含 有 S i l i c o n h y d r i d e
[ S i - H ]官 能 基 的 短 P D M S 單 體 )以 1 0 : 1 ( w / w )比 例 充 分 混 合 後
( 攪 拌 至 佈 滿 泡 沫 ) , 由 於 A 劑 中 含 有 鉑 ( P t ) 催 化 劑 而 使
S i l i c o n h y d r i d e 官 能 基 與 乙 烯 基 的 雙 鍵 交 聯 聚 合,之 後 將 其
放 入 真 空 泵 浦 抽 真 空 , 以 除 去 稠 狀 P D M S 液 體 在 混 合 攪 拌
時 所 產 生 之 氣 泡 並 形 成 P D M S 材 料 。 製 備 過 程 中 須 將 泡 泡
完 全 去 除 , 以 避 免 P D M S 材 料 加 熱 固 化 後 在 微 結 構 內 有 空
-
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洞 產 生 。
實 施 例 五 : 利 用 微 凸 柱 母 模 與 微 流 道 母 模 分 開 進 行 翻
模 之 製 造 過 程
( a ) 使 用 異 丙 醇 ( I P A )分 別 將 微 凸 柱 母 模 與 微 凸 肋 母
模 表 面 清 潔 乾 淨 並 吹 亁 。
( b ) 將 製 備 好 之 P D M S 材 料 分 別 溶 液 灌 注 在 兩 母 模
上 , 以 8 0℃ 加 熱 1 h r, 待 P D M S 材 料 固 化 完 成 並 冷 卻 。
( c ) 對 兩 母 模 上 的 P D M S 材 料 分 別 進 行 翻 模 , 得 到 微
流 道 包 覆 層 與 微 凹 槽 基 板 。
( d ) 對 微 流 道 包 覆 層 與 微 凹 槽 基 板 進 行 氧 電 漿 處 理 。
( e ) 氧 電 漿 處 理 完 成 後 將 兩 者 取 出 並 迅 速 對 準 接 合 。
實 施 例 六 : 利 用 雙 層 母 模 進 行 翻 模 之 製 造 過 程
( a ) 使 用 異 丙 醇 將 雙 層 母 模 表 面 清 潔 乾 淨 並 吹 亁 。
( b ) 將 製 備 好 之 P D M S 材 料 溶 液 倒 在 雙 層 母 模 上 , 以
8 0℃ 加 熱 1 h r, 待 P D M S 材 料 固 化 完 成 並 冷 卻 。
( c ) 對 P D M S 材 料 進 行 翻 模 , 得 到 微 結 構 基 板 。
( d ) 對 微 結 構 基 板 進 行 氧 電 漿 處 理 。
( e ) 完 成 後 將 微 結 構 基 板 取 出 並 與 玻 璃 包 覆 層 迅 速 對
準 接 合 。
實 施 例 七 : 氧 電 漿 處 理 過 程
( a ) 將 P D M S 材 料 所 製 成 的 基 板 或 包 覆 層 用 異 丙 醇
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( I P A ) 清 洗 , 並 以 去 離 子 水 ( D e i o n i z e d W a t e r ) 水 沖 洗 乾 淨
後 , 用 氮 氣 槍 將 表 面 的 水 分 完 全 去 除 。
( b ) 將 P D M S 基 板 或 包 覆 層 放 入 氧 電 漿 機 中 抽 真 空 約
1 5 m i n。
( c ) 於 1 0 0 W、 4 0 k H z 的 功 率 下 進 行 1 0 s e c 的 氧 電 漿 處
理 。
( d ) 將 基 板 與 包 覆 層 取 出 進 行 接 合 。
實 施 例 八 : 矽 烷 化 表 面 修 飾 過 程
將 氧 電 漿 處 理 後 的 P D M S 基 板 或 包 覆 層 , 浸 泡 在 以 丙
酮 配 製 之 1 % ( v / v )的 有 機 矽 烷 分 子 一 小 時。然 後 依 序 以 丙 酮
和 去 離 子 水 清 洗 表 面 , 以 去 除 未 反 應 的 矽 烷 分 子 。
實 施 例 九 : 不 同 微 流 道 高 度 下 , 血 漿 血 球 分 離 效 果 測
試
進 行 血 漿 血 球 分 離 測 試 前 , 先 將 稀 釋 好 之 血 液 滴 在 玻
璃 皿 上 , 並 使 用 顯 微 鏡 在 2 0 倍 物 鏡 下 觀 察 目 標 物 紅 血 球 之
大 小 , 以 確 認 被 觀 察 物 之 大 小 及 了 解 目 前 使 用 之 血 液 的 狀
況 , 如 血 球 數 量 多 寡 、 血 球 均 勻 度 、 血 球 破 裂 情 形 等 。 之
後 開 始 進 行 血 漿 血 球 分 離 測 試 , 首 先 將 稀 釋 血 液 自 輸 入 孔
滴 入 本 發 明 之 血 漿 血 球 分 離 晶 片 中 進 行 定 量 測 試 , 滴 入 血
液 體 積 為 1 0μ L。靜 待 數 分 鐘 後,血 液 藉 由 表 面 張 力 與 毛 細
現 象 自 然 引 流 入 微 流 道 中 , 待 血 球 自 然 沉 降 在 微 凹 槽 的 底
部 後 , 利 用 顯 微 鏡 觀 察 每 一 個 微 凹 槽 中 血 球 沉 降 的 情 形 並
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計 算 各 個 微 槽 中 底 部 沉 降 之 血 球 個 數 。 本 實 施 例 中 血 漿 血
球 分 離 效 率 的 計 算 方 式 如 下 :
分 離 效 率 = [ (初 始 血 球 個 數 - 過 濾 後 血 球 個 數 ) /初 始 血
球 個 數 ] × 1 0 0 %
於 本 實 施 例 的 測 試 中 , 紅 血 球 的 形 狀 為 圓 盤 狀 , 寬 度
約 8μm, 高 度 約 2μm, 血 漿 血 球 分 離 晶 片 之 微 流 道 高 度 為
1 0μm,微 凹 槽 串 列 的 數 目 為 一 組,微 凹 槽 之 數 目 為 1 0 個 ,
將 血 液 密 度 為 1 0 0 0 c e l l s /μL 之 稀 釋 血 液 滴 入 血 漿 血 球 分 離
晶 片 中 , 靜 待 數 分 鐘 後 , 計 數 微 凹 槽 底 部 沉 降 之 紅 血 球 數
目 與 其 所 對 應 之 微 槽 , 藉 由 計 算 微 凹 槽 底 部 沉 降 之 紅 血 球
數 目 , 可 以 計 算 出 此 裝 置 之 分 離 效 率 。 實 驗 中 以 微 流 道 高
度 為 1 0μm 的 結 構 尺 寸 對 血 漿 血 球 分 離 效 率 的 影 響,如 第 九
圖 所 示。微 流 道 高 度 1 0μm 尺 寸 具 有 良 好 的 分 離 效 率,且 無
觀 察 到 紅 血 球 阻 塞 微 流 道 現 象 的 發 生 , 此 結 果 顯 示 微 流 道
的 高 度 約 大 於 被 過 濾 血 球 直 徑 的 設 計 , 可 產 生 不 錯 的 攔 阻
效 應 , 此 堤 壩 式 設 計 可 成 功 的 依 序 降 低 液 體 中 血 球 的 含
量 。 本 實 施 例 共 進 行 三 次 重 覆 測 試 。
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實 施 例 十 : 不 同 大 小 之 細 胞 的 分 離 效 果 測 試 測 試 中 另
使 用 一 種 較 大 的 子 宮 頸 癌 上 皮 細 胞 ( H e L a C e l l ) 來 進 行 測
試,其 細 胞 直 徑 約 1 5 - 1 8μm,目 的 是 和 紅 血 球 做 比 較 並 觀 察
其 分 離 效 率 之 差 異 , 測 試 結 果 如 第 十 圖 所 示 , 子 宮 頸 癌 上
皮 細 胞 之 分 離 效 率 較 紅 血 球 略 佳 , 原 因 是 子 宮 頸 癌 上 皮 細
胞 的 直 徑 較 大 , 較 不 易 通 過 微 流 道 , 因 此 會 有 較 多 的 細 胞
被 微 流 道 結 構 阻 擋 下 來 , 因 此 分 離 效 率 較 佳 , 但 在 某 些 微
流 道 中 易 產 生 阻 塞 微 流 道 的 情 形 , 致 使 部 分 的 血 漿 無 法 在
微 流 道 中 繼 續 流 動 前 進 。
由 以 上 測 試 結 果 顯 示 本 發 明 之 血 漿 血 球 分 離 晶 片 具 有
良 好 的 血 漿 血 球 分 離 效 率,其 最 終 的 過 濾 率 約 可 達 9 9 . 5 %。
本 發 明 之 串 連 式 堤 壩 型 微 結 構 藉 由 約 等 同 血 球 直 徑 之
微 流 道 高 度 來 限 制 血 球 在 不 同 微 凹 槽 中 的 移 動 , 目 的 並 不
是 要 由 一 次 的 微 流 道 結 構 就 進 行 完 全 過 濾 , 而 是 希 望 藉 由
多 次 的 微 流 道 設 計 依 序 降 低 血 容 積 比 , 如 此 較 不 易 因 血 球
堵 塞 微 流 道 就 不 能 再 進 行 分 離 , 而 個 別 微 凹 槽 則 提 供 足 夠
大 的 體 積 , 以 收 集 未 能 通 過 微 流 道 的 血 球 細 胞 。 且 本 發 明
之 串 連 式 堤 壩 型 微 結 構 由 於 無 須 設 置 過 於 狹 小 的 微 流 道 ,
僅 藉 由 毛 細 作 用 力 即 可 帶 動 血 液 流 動 , 故 無 須 施 加 外 力 以
推 動 血 液 前 進 , 所 以 血 球 不 易 破 裂 , 可 提 高 分 離 的 血 漿 品
質 。
本 發 明 之 血 漿 血 球 分 離 晶 片 適 用 於 居 家 型 或 攜 帶 式 微
量 全 血 感 測 器 的 前 處 理 使 用 , 因 可 降 低 血 容 積 比 , 可 提 高
全 血 感 測 器 的 精 確 性 。 本 發 明 之 血 漿 血 球 分 離 晶 片 亦 適 用
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於 懸 浮 態 細 胞 的 過 濾 與 收 集 。
【 圖 式 簡 單 說 明 】
第 一 圖 係 為 本 發 明 晶 片 較 佳 實 施 例 之 立 體 分 解 示 意
圖 。
第 二 圖 係 為 本 發 明 晶 片 較 佳 實 施 例 之 上 視 剖 面 示 意
圖 。
第 三 圖 係 為 本 發 明 晶 片 較 佳 實 施 例 之 前 視 剖 面 示 意
圖 。
第 四 圖 係 為 本 發 明 晶 片 較 佳 實 施 例 之 側 視 剖 面 示 意
圖 。
第 五 圖 係 為 本 發 明 晶 片 另 一 較 佳 實 施 例 之 上 視 剖 面 示
意 圖 。
第 六 圖 係 為 本 發 明 方 法 利 用 微 凸 柱 母 模 與 微 凸 肋 母 模
分 別 進 行 翻 模 之 流 程 示 意 圖 。
第 七 圖 係 為 本 發 明 方 法 利 用 雙 層 母 模 進 行 翻 模 之 流 程
示 意 圖 。
第 八 圖 係 為 本 發 明 方 法 製 備 雙 層 母 模 之 流 程 示 意 圖 。
第 九 圖 係 為 本 發 明 產 品 測 試 在 不 同 微 流 道 高 度 時 之 分
離 效 果 。
第 十 圖 係 為 本 發 明 產 品 測 試 在 不 同 細 胞 大 小 時 之 分 離
效 果 。
【 主 要 元 件 符 號 說 明 】
( 1 0 ) 基 板 ( 1 0 A ) 基 板
( 1 0 B ) 基 板 ( 1 0 C ) 基 板
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26
( 1 1 ) 輸 入 槽 ( 1 1 B ) 輸 入 槽
( 1 1 C ) 輸 入 槽 ( 1 2 ) 輸 出 槽
( 1 2 B ) 輸 出 槽 ( 1 2 B ) 輸 出 槽
( 1 3 ) 微 凹 槽 ( 1 3 B ) 微 凹 槽
( 1 3 B ) 微 凹 槽 ( 1 4 ) 微 流 道
( 1 4 C ) 微 流 道
( 2 0 ) 包 覆 層 ( 2 0 B ) 包 覆 層
( 2 0 C ) 包 覆 層 ( 2 1 ) 輸 入 孔
( 2 1 B ) 輸 入 孔 ( 2 1 B ) 輸 入 孔
( 2 2 ) 輸 出 孔 ( 2 2 B ) 輸 出 孔
( 2 2 C ) 輸 出 孔 ( 2 3 B ) 微 流 道
( 3 0 ) 微 凸 柱 母 模 ( 3 1 ) 微 凸 柱 基 座
( 3 2 ) 輸 入 凸 柱 ( 3 3 ) 輸 出 凸 柱
( 3 4 ) 微 凸 柱
( 4 0 ) 微 凸 肋 母 模 ( 4 1 ) 微 凸 肋 基 座
( 4 2 ) 微 凸 肋
( 5 0 ) 雙 層 母 模 ( 5 1 ) 微 結 構 基 座
( 5 2 ) 輸 入 凸 柱 ( 5 3 ) 輸 出 凸 柱
( 5 4 ) 微 凸 柱 ( 5 5 ) 微 凸 肋
( 6 0 ) 玻 璃 基 座 ( 6 1 ) 第 一 層 負 光 阻
( 6 2 ) 光 罩 ( 6 3 ) 第 二 層 負 光 阻
( 6 4 ) 光 罩
( 7 0 ) 玻 璃 基 座 ( 7 1 ) 第 一 層 負 光 阻
( 7 2 ) 光 罩 ( 7 3 ) 第 二 層 負 光 阻
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( 7 4 ) 光 罩
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十、申請專利範圍:
1.一 種 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球 分 離 晶 片,其 係 包 括 :
一 基 板 , 基 板 頂 面 係 凹 設 有 一 輸 入 槽 與 一 輸 出 槽 , 並
於 輸 入 槽 與 輸 出 槽 間 凹 設 有 一 組 以 上 之 微 凹 槽 串 列 , 各 微
凹 槽 串 列 係 包 含 有 複 數 個 微 凹 槽 , 各 微 凹 槽 係 間 隔 設 置 ;
以 及
一 包 覆 層 , 包 覆 層 之 底 面 係 連 接 於 基 板 頂 面 且 覆 蓋 微
凹 槽 , 包 覆 層 設 有 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 入 槽 連 通 之 輸 入 孔
與 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 出 槽 連 通 之 輸 出 孔 ;
各 微 凹 槽 串 列 之 相 鄰 微 凹 槽 間 、 輸 入 槽 與 各 微 凹 槽 串
列 間 以 及 輸 出 槽 與 各 微 凹 槽 串 間 係 分 別 連 通 設 有 一 個 以 上
之 微 流 道 , 微 流 道 係 與 微 凹 槽 之 頂 緣 相 接 。
2 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片 , 其 中 微 凹 槽 的 深 度 係 大 於 1 0 0 微 米 (μm ),
微 流 道 之 高 度 在 2 微 米 到 1 0 微 米 間 。
3 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片,其 中 的 基 板 係 為 矽 膠 ( s i l i c o n e )材 料 所 製 成。
4 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 3 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片 , 其 中 的 微 流 道 係 形 成 於 基 板 之 頂 面 , 包 覆
層 係 為 玻 璃 所 製 成 。
5 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 3 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片 , 其 中 的 微 流 道 係 形 成 於 包 覆 層 之 底 面 , 包
覆 層 係 為 矽 膠 ( s i l i c o n e )材 料 所 製 成 。
6 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 4 或 5 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型
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血 漿 血 球 分 離 晶 片 , 其 中 的 矽 膠 材 料 基 板 與 矽 膠 材 料 包 覆
層 表 面 係 經 過 氧 電 漿 處 理 ( O 2 P l a s m a T r e a t m e n t )。
7 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 6 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片 , 其 中 的 經 過 氧 電 漿 處 理 矽 膠 材 料 基 板 與 矽
膠 材 料 包 覆 層 表 面 係 再 經 過 有 機 矽 烷 化 合 物 的 矽 烷 化
( S i l i a n i z a t i o n )處 理 。
8 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 7 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片 , 其 中 的 有 機 矽 烷 化 合 物 係 為 3 -胺 基 丙 烯 基
三 甲 氧 基 矽 烷 ( 3 - a m i n o - p r o p y l - t r i m e t h o x y s i l a n e ( A P T E S ) )或
3 - 氰 基 丙 烯 基 三 氯 矽 烷
( 3 - C y a n p r o p y l t r i c h l o r o s i l a n e ( C P T E S ) )。
9 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 8 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血 漿
血 球 分 離 晶 片 , 其 係 設 有 一 微 凹 槽 串 列 , 微 凹 槽 串 列 係 包
含 有 十 個 微 凹 槽 , 各 微 凹 槽 之 間 隔 距 離 為 1 0 0 0 微 米 , 微 凹
槽 係 為 圓 柱 形 , 微 凹 槽 之 直 徑 在 1 0 0 0 微 米 ~ 2 0 0 0 微 米 間 ,
微 凹 槽 之 深 度 在 3 3 0 微 米 ~ 3 5 0 微 米 間 。
1 0 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 9 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型 血
漿 血 球 分 離 晶 片 , 其 中 於 相 鄰 之 微 凹 槽 間 、 輸 入 槽 與 微 凹
槽 串 列 間 以 及 輸 出 槽 與 微 凹 槽 串 列 間 係 分 別 連 通 設 有 五 個
並 列 之 微 流 道 。
1 1 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 0 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型
血 漿 血 球 分 離 晶 片 , 其 中 的 微 流 道 之 高 度 為 1 0 微 米 , 微 流
道 之 寬 度 在 5 0 微 米 ~ 1 0 0 微 米 間 。
1 2 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 1 項 所 述 之 串 連 式 堤 壩 型
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血 漿 血 球 分 離 晶 片 , 其 中 的 矽 膠 材 料 係 為 聚 二 甲 基 矽 氧 烷
( P o l y d i m e t h y l s i l o x a n e, P D M S )材 料 。
1 3 . 一 種 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球 分 離 晶 片 之 製 造 方
法 , 其 係 包 含 以 下 步 驟 :
製 備 一 微 凸 柱 母 模 : 該 微 凸 柱 母 模 係 包 括 一 微 凸 柱 基
座 , 微 凸 柱 基 座 頂 面 係 形 成 有 一 輸 入 凸 柱 與 一 輸 出 凸 柱 ,
並 於 輸 入 柱 與 輸 出 柱 間 形 成 有 一 組 以 上 之 微 凸 柱 串 列 , 各
微 凸 柱 串 列 係 包 含 有 複 數 個 微 凸 柱,各 微 凸 柱 係 間 隔 設 置 ;
製 備 一 微 凸 肋 母 模 : 該 微 凸 肋 母 模 係 包 括 一 微 凸 肋 基
座 , 微 凸 肋 基 座 頂 面 對 應 於 微 凸 柱 母 模 各 微 凸 柱 串 列 之 相
鄰 微 凸 柱 之 間 隔 位 置 、 輸 入 凸 柱 與 各 微 凸 柱 串 列 之 間 隔 位
置 以 及 輸 出 凸 柱 與 各 微 凸 柱 串 列 之 間 隔 位 置 係 分 別 設 有 一
個 以 上 之 微 凸 肋 , 各 微 凸 肋 之 長 度 係 大 於 相 對 應 之 間 隔 寬
度 ;
翻 模 成 型 一 微 凹 槽 基 板 : 將 一 基 材 灌 注 於 微 凸 柱 母 模
頂 面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一 微 凹 槽 基 板 基
板 , 基 板 頂 面 係 形 成 有 對 應 於 微 凸 柱 母 模 輸 入 凸 柱 、 輸 出
凸 柱 與 微 凸 柱 之 輸 入 槽 、 輸 出 槽 與 微 凹 槽 ;
翻 模 成 型 一 微 流 道 包 覆 層 : 將 一 基 材 灌 注 於 微 凸 肋 母
模 頂 面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一 微 流 道 基
板 , 基 板 頂 面 係 形 成 有 對 應 於 微 凸 肋 母 模 微 凸 肋 之 微 流
道 ; 以 及
接 合 微 凹 槽 基 板 與 微 流 道 包 覆 層 : 將 微 流 道 包 覆 層 頂
面 接 合 至 微 凹 槽 基 板 頂 面 並 覆 蓋 微 凹 槽 基 板 之 輸 入 槽 、 輸
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出 槽 與 微 凹 槽 , 微 流 道 係 連 接 於 相 對 應 之 微 凹 槽 頂 緣 , 微
流 道 包 覆 層 係 設 有 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 入 槽 連 通 之 輸 入 孔
與 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 出 槽 連 通 之 輸 出 孔 。
1 4 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 3 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 微 凸 柱 的 高 度 係 大 於 1 0 0 微 米 , 微 凸 肋 之 高 度 在 2 微 米
~ 1 0 微 米 間 。
1 5 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 4 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 微 凹 槽 基 板 與 微 流 道 包 覆 層 係 為 矽 膠 材 料 所 製 成 。
1 6 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 5 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 於 微 凹 槽 基 板 與 微 流 道 包 覆 層 係 為 P D M S 材 料 所 製 成 。
1 7 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 6 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 P D M S 微 凹 槽 基 板 與 P D M S 微 流 道 包 覆 層 在 進 行 接 合
步 驟 前 , 先 經 過 氧 電 漿 處 理 步 驟 以 及 有 機 矽 烷 化 合 物 的 矽
烷 化 表 面 修 飾 步 驟 。
1 8 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 7 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 有 機 矽 烷 化 合 物 係 為 3 - 胺 基 丙 烯 基 三 甲 氧 基 矽 烷
( 3 - a m i n o - p r o p y l - t r i m e t h o x y s i l a n e ( A P T E S ) )或 3 -氰 基 丙 烯 基
三 氯 矽 烷 ( 3 - C y a n p r o p y l t r i c h l o r o s i l a n e ( C P T E S ) )。
1 9 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 8 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 製 備 一 微 凸 柱 母 模 步 驟 係 將 負 光 阻 旋 轉 塗 佈 於 一 玻 璃
微 凸 柱 基 座 頂 面,再 對 負 光 阻 進 行 軟 烤 ( S o f t B a k e )、接 觸 式
曝 光 、 曝 後 烤 ( P o s t E x p o s u r e B a k e )以 及 顯 影 , 使 玻 璃 微 凸
柱 基 座 頂 面 形 成 輸 入 凸 柱 、 輸 出 凸 柱 以 及 微 凸 柱 結 構 。
2 0 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 9 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
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中 的 製 備 一 微 凸 肋 母 模 步 驟 係 將 負 光 阻 利 用 定 體 積 注 射
( C o n s t a n t - V o l u m e - I n j e c t i o n )的 方 式 塗 佈 於 一 玻 璃 微 凸 肋 基
座 頂 面 上 , 再 對 負 光 阻 進 行 軟 烤 、 接 觸 式 曝 光 、 曝 後 烤 以
及 顯 影 , 使 玻 璃 微 凸 肋 基 座 頂 面 形 成 微 凸 肋 結 構 。
2 1 . 一 種 串 連 式 堤 壩 型 血 漿 血 球 分 離 晶 片 之 製 造 方
法 , 其 係 包 含 以 下 步 驟 :
製 備 一 雙 層 母 模 : 該 母 模 係 包 括 一 微 結 構 基 座 , 微 結
構 基 座 頂 面 係 形 成 有 一 輸 入 凸 柱 與 一 輸 出 凸 柱 , 並 於 輸 入
柱 與 輸 出 柱 間 形 成 有 一 組 以 上 之 微 凸 柱 串 列 , 各 微 凸 柱 串
列 係 包 含 有 複 數 微 凸 柱 , 各 微 凸 柱 係 間 隔 設 置 , 相 鄰 之 微
凸 柱 間 、 輸 入 凸 柱 與 各 微 凸 柱 串 列 間 以 及 輸 出 凸 柱 與 各 微
凸 柱 串 列 間 係 分 別 連 接 設 有 一 個 以 上 之 微 凸 肋 , 微 凸 肋 係
與 對 應 之 微 凸 柱 底 緣 相 接 ;
翻 模 成 型 一 微 結 構 基 板 : 將 一 基 材 灌 注 於 雙 層 母 模 頂
面 , 並 於 基 材 固 化 後 使 基 材 翻 模 成 型 為 一 微 結 構 基 板 , 微
結 構 基 板 頂 面 係 形 成 有 對 應 於 雙 層 母 模 輸 入 凸 柱 、 輸 出 凸
柱、微 凸 柱 與 微 凸 肋 之 輸 入 槽、輸 出 槽、微 凹 槽 與 微 流 道 ;
以 及
接 合 一 包 覆 層 : 將 一 包 覆 層 接 合 至 微 結 構 基 板 頂 面 並
覆 蓋 微 結 構 基 板 之 輸 入 槽 、 輸 出 槽 、 微 凹 槽 與 微 流 道 , 包
覆 層 係 設 有 一 貫 穿 包 覆 層 且 與 輸 入 槽 連 通 之 輸 入 孔 與 一 貫
穿 包 覆 層 且 與 輸 出 槽 連 通 之 輸 出 孔 。
2 2 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 0 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 微 凸 柱 的 高 度 係 大 於 1 0 0 微 米 , 微 凸 肋 之 高 度 在 2 微 米
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~ 1 0 微 米 間
2 3 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 2 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 微 結 構 基 板 係 為 矽 膠 材 料 所 製 成 。
2 4 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 3 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 包 覆 層 係 為 玻 璃 所 製 成 。
2 5 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 4 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 於 微 結 構 基 板 係 為 P D M S 材 料 所 製 成 。
2 6 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 5 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 P D M S 微 結 構 基 板 在 進 行 接 合 步 驟 前 , 先 經 過 在 進 行
接 合 步 驟 前 , 先 經 過 氧 電 漿 處 理 步 驟 以 及 有 機 矽 烷 化 合 物
的 矽 烷 化 表 面 修 飾 步 驟 。
2 7 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 5 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 有 機 矽 烷 化 合 物 係 為 3 - 胺 基 丙 烯 基 三 甲 氧 基 矽 烷
( 3 - a m i n o - p r o p y l - t r i m e t h o x y s i l a n e ( A P T E S ) )或 3 -氰 基 丙 烯 基
三 氯 矽 烷 ( 3 - C y a n p r o p y l t r i c h l o r o s i l a n e ( C P T E S ) )。
2 8 . 如 申 請 專 利 範 圍 第 2 7 項 所 述 之 製 造 方 法 , 其
中 的 製 備 一 雙 層 母 模 步 驟 係 將 第 一 層 負 光 阻 旋 轉 塗 佈 於 一
玻 璃 微 結 構 基 座 頂 面 , 再 對 第 一 層 負 光 阻 進 行 軟 烤 、 接 觸
式 曝 光 與 曝 後 烤 以 產 生 微 凸 肋 結 構 , 再 利 用 定 體 積 注 射 的
方 式 塗 佈 第 二 層 負 光 阻 於 第 一 層 負 光 阻 上 , 然 後 進 行 軟
烤 、 第 二 次 的 曝 光 與 曝 後 烤 以 產 生 微 凸 柱 結 構 , 最 後 顯 影
使 玻 璃 微 結 構 基 座 頂 面 形 成 微 凸 肋 與 微 凸 柱 結 構 。
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十一、圖式:
如 次 頁
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35
第 一
圖
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36
第
二
圖
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37
第
三
圖
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38
第 四 圖
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39
第 五
圖
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表 面 修 飾
第 六 圖
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41
表 面 修 飾
第 七 圖
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42
第 八 圖
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43
第 九 圖
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第 十 圖