TWI282775B - Fabricated technique of micro spray nozzles - Google Patents
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Description
P282775 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微型喷嘴之製造方法，尤指一種適 用於半導體晶圓切割技術之微型噴嘴之製造方去 【先前技術】 由於蛋白質種類繁多、結構複雜、性質多變，導致蛋 白質分析的過程耗時費事。但是，近年來透過微機電技術 :生物科技的整合，可利用微製造技術將傳統的分析儀器 微小化，而提昇蛋白質分析的效率及精確性。目前，已成 功地開發出包括處理透析、層析及電泳程序的微流體晶片。 電摄離子化法是-種直接將溶液中的蛋白質在大氣壓 力之下經由電喷灑的過程轉換為氣相蛋白f離子，以供質 15 20 :儀進行债測的技術’目前已成為鑑定未知蛋白質化學結 要工具之一。然❿，應用於蛋白質的純化、分離的 ;=晶片可進：步透過微小化的電灑離子化器與質譜儀 作了 •而構成間易的蛋白質分析系統，使蛋白質分析工 作可一貫化作業。 4又私喷/鹿喷嘴與微流體晶片整合時，因晶片材質不 二：：別採用不同方法。舉例可如：先前有人以毛細管接 ;=的方式，將微流體晶片與毛細管接合後，在毛細 與毛二：:二電：而喷灑出氣相離子’但是微流體晶片 接合處仍有死角產生，對於較微量的分析物容易 以其峨雜訊比（S/Nratl。）下降，甚 5 1282775 刻的方法將二 ^M ^ 獲得+ tb 、有机體通這之尖嘴，雖然可 二V果良好之贺嘴，但製程上不僅費工亦費時。再者， 也有利用模具成型後接合 7Γ賈才再者， 兩片基板黏合，而形成—噴嘴'、:―尖鳴之模型與上下 使產口…一：成Ή易有接合錯位的缺點， 程，將日㈣心 眺用傳統㈣晶圓蝕刻製 ㈣成-具有㈣尺寸㈣嘴，然 相當費時。另外，並有直接 衣τ 口丨 現fe 有直接將貝鳴的出口處平面化並非呈 現-叙角’但Μ滴喷灑時，液珠^滑 =易於散佈在喷嘴處，造成較差的喷灑效果。此外 =人以微機電犧牲層之觀念，利用Ρ响e聚合物為材 15
嘴姓構内=光阻掏空後’而形成—軟質材料的懸空性喷 =構’其製料僅複雜且耗時。於上述習知技術内容中， :于去仍存在5午多尚待克服的問題，例如：流體管道的死 、費日守費工、製作複雜及產品可靠度差，甚至經濟效益 等。 、带因此，目前亟需一種製作穩定、製程簡單且可靠度高 =:貝灑介面，以改善習知缺點，並有利於電灑質譜儀進 行高通量（high throughput)微量樣品的分析。 20 【發明内容】 本發明可提供一種微型喷嘴之製造方法，包括下列步 驟：提供一具有至少一流道之基材、利用一刀具切割該基 材，使该基材形成一具有一 0角之角柱、以及利用該刀具 6 f282775 切割该角柱之0角處，以形成一具有厚度為D2之喷嘴，並 使該流道之一出口位於該喷嘴。其中，基材之厚度為Dl， 且流這底部距離基材表面之深度為D3 ;而0角不大於卯。。 此外，喷鳴之厚度A小於基材之厚度Di，·且流道之深度仏 小於基材之厚度。 3 本發明一較佳態樣中，流道之出口處可位於喷嘴上； 且流道之深度&可大於仏與仏兩者差值之一半。另一態樣
10 15 20 中，本發明之流道出口處可不限於喷嘴，且流道之 可小於仏與仏兩者差值之一半。 又3 一另外，於本發明中所適用之基材可為任何習知具有流 運之基材，且基材之製法可不限，較佳可由至少兩片以上L 基板所黏合組成的具有流道之基材。 ，較佳可介於 ’較佳可介於5 本發明之微型喷嘴，其基材厚度D1不限 5〇//m〜l5〇0/Zm之間；且噴嘴厚度a亦不限 // m〜500 // m之間。 ，本發明所提及之刀具可為習知任一種刀且 土可為-輪刀。於本發明中基材所適用的材不、^ 本卿、酋丄 物、塑膠或其組合等。
Γ:二:可為習知各種形狀，較佳可為U形、V 形等：且流道之孔徑尺寸可不限，較佳 可=22大2:中，本發明中所提及之角柱， 不限J角之大小，且θ角之較佳角度可介於r 此外，本發明一態樣中 噴嘴之用途可不限，較佳可 7 1282775 吸取一液體、氣體、膠體或其組合等。另外，噴嘴亦可噴 灑或排放一液體、氣體、膠體或其組合等。一較佳態樣中j 本發明噴嘴内含的流道可具有層析功能，使樣品可於微型 喷嘴中進行純化、分離、濃縮等步驟。
10 15
20 本發明所製造之噴嘴其應用領域可不限，其可應用於 =物醫學檢測、蛋白質分子量測定及有機分子測 定之相關研究領域，較佳可整合於一電喷灑質譜儀，並 將帶測物電m離子化後，㈣儀μ行㈣物之測試分析。 本發明可利用習知半導體製程上晶圓的機械切割 (wafer dicing)技術，針對本發明之基材進行多軸的精密切 削而產生微米尺寸的結構與流體噴嘴，並在微體流道末 端處建構類似毛細管的突出嘴嘴（n()zzle)，以利於整合微流 K牛與電噴灑離子化質譜（eleetn)spray疆izad〇n _ sp⑽職ete〇。此整合步驟不僅能整合分析樣品的純化、 漢縮、分離、及電灑離子化步驟，並可與質譜儀相連，完 成極微量的-貫化分析，以簡化與加速樣品的分析時間。 【實施方式】 實施例一 ®所不’為本發明_較佳實施例微型喷嘴之 程圖。首先’提供—具有樣品注射孔η之基板10a 有流道12之基板⑽，並將兩者相黏合，以形成一 品注射孔u與流道12之基材ig。其中，流道η 面可為任何形狀，在本實施例中為半圓形；且基材 8 1282775 =的厚w ’而本實施狀基材1G厚度為12醜。 者利用-半導體切割晶圓之刀具（本實施例為刀， t圖未示）將基材10切割成一具有Θ角之角柱20,且本實 了角* 30。最後’於角柱之0角處，沿著基材 幾…下切割兩刀；即利用-輪刀，亦在與流道12 ^垂直的橫截面方向，上下切割出一具有厚度為A之喷 本實施例中喷嘴厚度D2為281.5# m，且流道12之 出口即位於噴嘴3〇上。經由 丰〜+ 由上迹步驟’即可完成本發明微 10 15 20 /、寸之贺嘴。圖2即為本實施例之微型喷嘴側面之示意 圖’其中〇,乃為基材之厚度；1>2乃為喷嘴之厚度；且d 乃為流道之深度。 3 參照圖3,為本實施例喷嘴於掃描式電子顯微鏡下之斜 視照片圖，由圖中可得知本發明之製造方法可獲得一突出 且具有銳角之喷嘴，圖中可顯示此突出之噴嘴乃呈現三角 柱形，其喷嘴出口距離刀具所切割之截面約為5—，且 圖中可觀察噴嘴處具有一流道出口。 實施例二 本實施例係利时施例—所製成的微型噴嘴作為綠 逢先蛋白質分子（GFP’Green Flu〇rescent卜心⑷電 育麗離子化之用，並將微型噴嘴與f譜儀相連後，即可進 行此綠螢光蛋白分子之分子量分析。首先，提供—已純化 之樣品㈣蛋白質分子’將其置入—注射針筒中，且針筒末 端係以膠管連結至微型喷嘴之樣品注射孔，施予一焊力即 可將樣品GFP蛋白質分子注人本發明之微型噴嘴中。ς然， 9 1282775 本實施例中係採用針筒注 限於此。本實施例中 J ，、樣品注入方式可不 < 务明之喷嘴相連於質譜儀，並在 ^ 處施予一電虔，當液相蛋白質分子喷嘴出口處 時，經由電喷灑的過程奋韓 所;、担胃轉換成軋相蛋白質離子，並喷入 貝邊儀中騎分析。本實_巾所使料電錢離子化質 講儀型號為廳roMass ’所待測GFp樣品條件漠度為ι〇 fmole且此貝sf儀分析的結果圖譜可參照圖情示。圖中 可知，本實驗係獲得GFP蛋白質分子的穩定訊號，並清楚指 出其分子量之分佈。因此’本實施例可證實本發明之微型 喷嘴確實能整合於電魏離子化質譜儀，並能有效地將溶 液中的蛋白質分子轉換成氣相的蛋白質離子，以供質譜儀 進行偵測，並可獲得穩定的偵測訊號。 、曰 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 15 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述貫施例。
20 10 ¢282775 【圖式簡單說明】 二糸本發明一較佳實施例之微型噴嘴之製造流程圖。 :::發明一較佳實施例之微型噴嘴側面之示意圖。 斜視照片圖。 、、知描式笔子顯微鏡下之 圖4係本發明微型喷嘴整合於 測試結果圖。 ^離子化貝譜儀之實驗
【主要元件符號說明】 10b 基板 20角柱 D2噴嘴厚度 10基材 l〇a基板 11樣品注射孔 12流道 3〇喷嘴 Di基材厚度 D3流道深度 10
Claims (1)
- J282775 15 20 十、申請專利範圍： 1 · 一種彳政型噴嘴之製造方法，包括下列步驟： 提供一具有至少一流道之基材，其中該基材之厚度為 D!，且該流道底部距離該基材表面之深度為仏； 利用一刀具切割該基材，使該基材形成一具有一Θ角 之角柱，其中該Θ角係不大於90。；以及 、利用該刀具切割該角柱之Θ角處，以形成一具有厚度 為E>2之喷嘴，並使該流道之一出口位於該喷嘴； 、、/、中’該喷嘴之厚度d2係小於該基材之厚度& ;且該流 運之深度D3係小於該基材之厚度。 2·如申請專利範圍第1項所述之製造方法 道之深度〇3係大於物2兩者差值二去 3·如申請專利範圍第丨項 材係為至少兩片以上之基板所黏合組；。 1如申請專利範圍第丨項所述之製造方法 度Dl係介於50“3至150〇#111之間。 5·如申請專利範圍第1項所述之製造方法 度D2係介於至50〇vm之間。 6·如申睛專利範圍第1項所述之製造方法 角係介於3。至88。之間。 彳 .7·如申請專利範圍第1項所述之製造方法 逼之橫截面係為U形、V形、方形、或半圓形。 t如巾請專職圍第丨項所述之製造 具係為一輪刀。 其中該流 其中該基 其中該厚 其中該厚 其中該0 其中該流 其中該刀 12 ^82775 枓^料如/請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該基 二係為石夕、玻璃、陶£、聚合物、塑膠或其組合。 •如申請專利範圍第1項所述之萝^ ^ 嘴係用於明雨 造方法，其中該喷 、及取—液體、氣體、膠體或其組合。 、 u.如申請專利範圍第丨項所述之 嘴係用於噴讓或排放一液體、氣體、勝二方法，其中該噴 12.如申請專利範圍第1項所述之擎、生或其組合。 嗔係整合於一電喷灑質譜儀。 乂方法，其中該噴13
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