[發明專利]一種生物素化的聚二甲基硅氧烷膜微流控芯片及其加工方法

有效

• 申請號: 201110003658.4
• 申請日: 2011-01-10
• 公開（公告）號: CN102139853A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 吳會靈;陳肇娜;紀季;范國榮;劉寶紅;楊芃原
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第二軍醫大學
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;B81C1/00;G01N35/00;C08L83/04;C08G77/395
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 丁振英

技術領域

本發明屬于表面化學修飾技術領域，具體涉及一種生物素化的聚二甲基硅氧烷膜微流控芯片及其加工方法。

背景技術

聚二甲基硅氧烷(PDMS)，是一種生物兼容性非常好的聚合物材料，是在微加工、微流控芯片免疫分析、微流控芯片酶反應器或蛋白質-配體相互作用分析應用中非常有吸引力的材料。在免疫分析、酶反應或蛋白質-配體相互作用分析前需要對PDMS的表面進行衍生化。與微流控芯片加工材料硅或玻璃相比，PDMS因其相對惰性的Si-C和Si-O-Si鍵，使得其表面的衍生化較困難。常用的PDMS衍生化方法有等離子體、紫外光激活或化學蒸鍍方法。PDMS表面經等離子體處理后產生羥基，壽命很短，約為30秒，穩定性差，該衍生化方法要求試驗者進行快速操作；而紫外光激活或化學蒸鍍方法操作較復雜。最近，有文獻報道了一種生物素衍生化PDMS的方法，即加入生物素衍生化試劑到固化前的液態PDMS前聚體中，用生物素基團功能化PDMS表面。這種生物素衍生化方法操作簡單，生物素化的PDMS穩定性好，但迄今為止還沒應用于微流控芯片領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生物素化的聚二甲基硅氧烷膜微流控芯片，為后續的微流控芯片免疫分析、微流控芯片酶反應器或蛋白質-配體相互作用分析等應用奠定了基礎。

本發明提供的一種生物素化的聚二甲基硅氧烷膜微流控芯片，具有層狀結構，包括有四層結構，中間兩層為生物素化的PDMS膜層，分別為第一生物素化薄膜、第二生物素化薄膜，第一生物素化薄膜與第二生物素化薄膜連接，外面兩層為PDMS支撐層，分別為第一支撐層、第二支撐層，所述第一支撐層與第一生物素化薄膜連接，所述第二支撐層與第二生物素化薄膜連接，所述第一生物素化薄膜上具有至少一個微通道。

進一步地，連接在一起的第一支撐層和第一生物素化薄膜上具有通孔，通孔位于微通道的兩端。

本發明的另一個目的在于提供所述生物素化的PDMS膜微流控芯片的加工方法。該方法操作簡單，生物素化的薄膜穩定性好、與抗生物素類蛋白質結合的特異性高，為后續的微流控芯片免疫分析、微流控芯片酶反應器或蛋白質-配體相互作用分析等應用奠定了基礎。

本發明提供的生物素化的PDMS膜微流控芯片加工方法，包括以下步驟：

(1)制作第一生物素化薄膜：將一生物素化PDMS前聚體溶液涂層在一微流控芯片模具表面，在所述模具表面形成一層第一生物素化薄膜，70-80℃下固化20-40分鐘；

(2)制作膜微流控芯片頂部：PDMS前聚體/環己烷的混合物(質量比1∶10)以3000rpm轉速被旋轉涂層在一載玻片上，形成一層薄膜混合物，將一第一支撐層的表面沾上該薄膜混合物，置于第一生物素化薄膜上方粘附結合，70-80℃下固化20-40分鐘，得到生物素化膜微流控芯片頂部；

(3)剝離：將步驟(2)的生物素化膜微流控芯片頂部從微流控芯片模具上剝離，然后在生物素化膜微流控芯片頂部的通道兩端制作通孔，用作儲液池，通孔的直徑為1-3mm；

(4)組裝生物素化膜微流控芯片：根據步驟(2)的方法，將所述生物素化膜微流控芯片頂部生物素化薄膜一面沾上按照步驟(2)制備的一層薄膜混合物，置于一生物素化膜微流控芯片底部的生物素化薄膜一面的上方粘附結合，70-80℃下固化20-40分鐘，即制作得到生物素化的聚二甲基硅氧烷膜微流控芯片，所述生物素化膜微流控芯片底部由一第二生物素化薄膜和一第二支撐層組成。

進一步地，所述第一支撐層和第二支撐層的制備為：將PDMS前聚體傾倒在一玻璃載玻片上，在70-80℃下固化1-2小時形成一層支撐層，隨后從該載玻片剝離，以此方式制作第一支撐層和第二支撐層。

進一步地，所述生物素化的PDMS前聚體溶液的制備為：將磷脂生物素的氯仿溶液加入到PDMS前聚體/正己烷溶液中，得到生物素化的PDMS前聚體溶液，所述PDMS前聚體與正己烷的質量比為1∶2，所述PDMS前聚體/正己烷溶液與磷脂生物素的重量比為1g∶0.01mg-1g∶0.05mg。

進一步地，所述生物素化膜微流控芯片底部的制備為：生物素化的PDMS前聚體溶液涂層在第二支撐層上，70-80℃下固化20-40分鐘，于第二支撐層上形成一層第二生物素化薄膜，即得到生物素化膜微流控芯片底部。

進一步地，所述第一支撐層、第二支撐層的厚度均為2-5毫米，第一生物素化薄膜、第二生物素化薄膜的厚度均為40-150微米。

進一步地，步驟(3)中還包括在從微流控芯片模具上剝離前，對生物素化膜微流控芯片頂部進行剪切，使四條邊整齊。