[發明專利]一種基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法

有效

• 申請號: 201210431373.5
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102950036A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 秦建華;孟昭旭;徐濤;張旭
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明主要涉及微流控領域，特別提供了一種基于電紡絲模板制備具有納米結構通道表面的微流控芯片的方法。

背景技術

微流控芯片是將生物、化學中多種基本操作單元集成在一塊幾平方厘米的芯片上，取代常規生物或化學實驗室各種功能，集微型化、集成化、自動化等優勢于一體。微通道網絡是微流控芯片中重要組成部分，作為液流通路，其尺寸結構、表面性能等對液流操控和反應體系具有十分重要的影響。目前，基于PDMS的微流控芯片微通道制備主要采用光刻法，即采用光刻膠涂覆玻片或硅片，利用紫外曝光固化光刻膠，通過顯影去除未固化光刻膠，獲得具有特定結構的光刻膠模板。再通過PDMS澆注，最終將所設計圖案轉移到PDMS基片上。隨著微流控芯片的發展，其在細胞學領域的應用不斷擴展，如抗體等生物大分子修飾對微通道表面形貌提出新要求。傳統光滑表面不利于生物大分子的修飾，而具有微納米結構的表面則對生物大分子的修飾具有加強作用。目前采用的物理或化學的方法如激光、等離子體刻蝕、化學沉積等需采用特殊設備，方法相對復雜。而將納米結構直接通過光刻法復制到PDMS通道表面則相對簡便。

靜電紡絲是利用高壓電場力制備超細纖維的方法，其方法簡便，而且所制備的纖維聚集體比表面積大、孔隙率高，是生物醫用領域研究的熱門。靜電紡絲可以制備高分子、金屬、非金屬及復合材料的納米纖維，材料涉及廣泛。因此以電紡絲作為模板制備微流控芯片，可以將電紡絲納米結構復制到微流控芯片的微通道表面，以滿足生物大分子修飾的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法，制備出的微流控芯片具有納米結構通道表面。

本發明提供了一種基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法，將紡絲材料配制成一定濃度的紡絲溶液，通過靜電紡絲法在電紡絲模板基片表面沉積具有特定厚度的紡絲層，通過光刻步驟形成電紡絲模板，電紡絲模板浸涂一層脫模劑并干燥，澆注PDMS，固化后洗滌、干燥，制備出具有納米結構通道表面的微流控芯片。

本發明提供的基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法，所述紡絲材料為SU-8系列光刻膠，溶劑為環戊酮，紡絲溶液濃度范圍為60%~95%（v/v）。

本發明提供的基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法，所述電紡絲制備：紡絲基片為玻璃片或硅片，紡絲電壓范圍7kV~10kV，流速范圍0.1ml/h～0.5ml/h，電紡時間1~2h。

本發明提供的基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法，所述電紡絲模板制備過程：電紡絲層不經過前烘，曝光時間10~30s；后烘時間3~5min，溫度95℃；顯影時間3~5min；堅膜時間1h，溫度180℃。

本發明提供的基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法，所述電紡絲模板，在PDMS澆注前需浸涂一層聚乙烯吡咯烷酮作為脫模劑，聚乙烯吡咯烷酮分子量130萬，溶劑為乙醇，溶液濃度0.04mg/ml，浸涂后真空干燥。

本發明提供的基于電紡絲模板制備微流控芯片的方法，PDMS固化后需用純凈水超聲洗滌，去除黏附的聚乙烯吡咯烷酮；通過等離子體將干燥后的PDMS基片與玻璃片或PDMS封接，獲得具有納米結構微通道表面的微流控芯片。

本發明的優點：采用電紡與光刻相結合，制備具有納米結構表面微通道的微流控芯片，方法簡便，易于操作。

附圖說明

圖1SU-83035電紡絲制備直通道表面形貌；

圖2SU-82075電紡絲制備帶斜槽通道表面形貌。

具體實施方式

實施例1

配制濃度85%SU-83035紡絲液，通過靜電紡絲在玻璃表面形成紡絲層，紡絲電壓8kV，流速0.3ml/h，紡絲時間1h。將收集的纖維膜經曝光（10s）、后烘（95℃，3min）、顯影（3min）、堅膜（180℃,1h），獲得電紡絲模板。將模板浸涂濃度0.04mg/ml聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液并干燥。澆注PDMS，固化后純凈水超聲清洗并干燥，所獲直通道表面形貌如圖1所示。

實施例2

配制濃度80%SU-82075紡絲液，通過靜電紡絲在玻璃表面形成紡絲層，紡絲電壓8.5kV，流速0.4ml/h，紡絲時間2h。將收集的纖維膜經曝光（30s）、后烘（95℃，5min）、顯影（5min）、堅膜（180℃,1h），獲得電紡絲模板。將模板浸涂濃度0.04mg/ml聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液并干燥。澆注PDMS，固化后純凈水超聲清洗并干燥，所獲帶斜槽通道表面形貌如圖2所示。