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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

4

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

14

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

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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

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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

23

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

25

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

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

27

（ ７ ４ ） 光 罩

28

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

32

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

33

~ 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

35

第 一

圖

36

第

二

圖

37

第

三

圖

38

第 四 圖

39

第 五

圖

40

表 面 修 飾

第 六 圖

41

表 面 修 飾

第 七 圖

42

第 八 圖

43

第 九 圖

44

第 十 圖