[發(fā)明專利]微-納流控芯片的二維納米通道的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810060845.4
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101251532A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張磊;殷學(xué)鋒;童利民;谷付星
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48;C12Q1/68
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 盛輝地

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微-納流控芯片的加工方法，特別是涉及微-納流控芯片的二維納米通道的 制備方法。

背景技術(shù)

隨著微細(xì)加工技術(shù)的進(jìn)步，微流控芯片技術(shù)正朝著微-納流控(micro-and?nanofluidic) 方向發(fā)展。由于微-納流控芯片在單分子分析，生物技術(shù)以及生物傳感器方面具有顯著的優(yōu) 勢和巨大的潛在應(yīng)用，微-納流控芯片技術(shù)已經(jīng)吸引了化學(xué)，物理以及生物研究工作者的廣 泛興趣。

加工納米通道是集成微-納流控芯片的關(guān)鍵，用于集成微-納流控芯片的納米通道可分 為一維納米通道(寬度微米級，深度納米級)、二維納米通道(寬度納米級，深度納米級) 和納濾膜三種。一維納米通道可采用普通光刻技術(shù)制得。由于一維納米通道的寬深比大，芯 片在封接時容易產(chǎn)生通道塌陷。納濾膜已經(jīng)商品化，可被封接在兩片加工有微米通道的基片 之間，集成微-納流控芯片。這兩種納米通道集成的微-納流控芯片多用于生物大分子和離 子的富集研究。由于一維納米通道的寬度通常在幾微米到數(shù)十微米之間，它在研究DNA分子 拉伸，單分子之間相互作用等方面受到了很大限制。二維納米通道主要用于DNA拉伸以及單 分子間相互作用的研究，加工方法可分為光刻法和非光刻法兩類。光刻法包括電子束光刻 (Electron?Beam?Lithography)、聚焦離子束光刻(Focused-ion?Beam?Lithography)、 納米壓印光刻(Nanoimprint?Lithography)等。非光刻法包括：(1)化學(xué)蒸氣沉積后延生 長法制備硅納米線模板，利用多步氧化刻蝕制備納米管陣列，該法制備的納米管長度只有8 微米，并且集成微-納流控芯片難度較大；(2)電紡法制備可熱分解的聚合物納米線，然后 用熱穩(wěn)定物質(zhì)包裹此納米線，通過加熱使納米線熱分解，獲得納米通道。該法制備的納米通 道較長，但是所需材料特殊不易獲得。上述二維納米通道的加工方法均需昂貴的設(shè)備，復(fù)雜 的加工過程和高昂的加工費(fèi)用，限制了微-納流控芯片技術(shù)的發(fā)展，因此研究一種加工簡便， 成本低廉的微流控芯片的二維納米通道的制備方法，對于微-納流控芯片技術(shù)和單分子研究 的發(fā)展都具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是建立一套簡便快速，成本低廉的微-納流控芯片的二維納米通道的制備 方法，克服目前二維納米通道加工設(shè)備昂貴，加工過程復(fù)雜和加工費(fèi)用高昂的問題。

本發(fā)明提供的微-納流控芯片的二維納米通道的制備方法，是將納米線放置載玻片上作 為模板；通過熱壓法，將納米線嵌入熱塑性聚合物基片的上表面；用刻蝕劑將嵌入聚合物基 片中的納米線溶解后，在聚合物基片表面形成二維納米通道；將形成二維納米通道的聚合物基 片與蓋片封合，形成密封的二維納米通道。

本發(fā)明將加工有微米通道的蓋片與上述加工有二維納米通道的基片相封接，使二維納米 通道與微米通道相連，可得到集成的微-納流控芯片。

本發(fā)明的所用的納米線通過熱拉伸法制得，直徑在20-900納米之間，長度可控制在5微 米到4厘米之間。納米線可放置為直線形，弧形或陣列形用于壓制不同形狀的納米通道。

本發(fā)明的二維納米通道的寬度在20-900納米之間，長度在5微米到4厘米之間，形狀可 為直線形，陣列形，弧形或相互交叉。

本發(fā)明熱壓法制備二維納米通道的具體步驟是：

●用熱拉伸法制備納米線；

●將一塊潔凈平整的聚合物基片蓋在納米線和載玻片上；

●將聚合物基片，納米線和載玻片放入熱壓機(jī)中熱壓，使納米線嵌入聚合物基片；

●將載玻片和聚合物基片剝離，用刻蝕劑溶解納米線，露出納米通道；

●去除了納米線的聚合物基片與另一蓋片封合，形成二維納米通道。

本發(fā)明中的基片與蓋片可為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等熱塑性聚合 物，聚合物蓋片和聚合物基片可以是相同的聚合物材料，也可以是不同的聚合物材料。

本發(fā)明所述的制備二維納米通道的具體步驟可對同一基片重復(fù)使用，加工相對復(fù)雜的納 米通道結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述所述的封接方法可為熱壓法封接或聚二甲基硅氧烷基片可逆封接。