[發明專利]一種利用絲網印刷技術制備微流控介電泳芯片的方法

有效

• 申請號: 201410109289.0
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103895376B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 董華;朱洪武;林曉光;蘇勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B41M1/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 陳文姬

技術領域

本發明涉及微流控介電泳芯片，特別涉及一種利用絲網印刷技術制備微流控介電泳芯片的方法。

背景技術

微流控芯片是一個多學科交叉的新領域，它借助微機電加工、生物、化學和物理等相關原理和技術，將樣品制備、反應、分離和檢測等基本操作單元集成在一塊幾平方厘米的芯片上，由微通道形成網絡，以可控流體貫穿整個系統，用以實現常規化學或生物實驗室的各種功能。微流控芯片具有試劑消耗少、檢測限高、分析時間短、易功能集成、攜帶方便等優點，目前已在生物化學、醫藥衛生、臨床診斷、食品安全和環境監測等方面得到了廣泛的應用。

介電泳現象早在20世紀50年代就被Pohl等人發現，并在1978年將其引入化學分析與生物研究領域。但直到90年代，隨著微電子技術（MEMS）的發展，人們對介電泳的研究才進入了嶄新的階段。利用微加工技術在基底材料表面制作出微納米級別的電極（或電極陣列），使得原本需施加上千伏電壓才能得到的高電場強度如今只需要幾伏或幾十伏就能達到，大大減小了對被分離物質特別是生物分子（如細胞，蛋白等）的不利影響，使介電泳成為驅動、分離、濃縮樣品的有力工具。當前，介電泳技術的發展趨勢是將其融入到微流控芯片中，使整個物質分離過程自動化和集成化，或將介電泳技術與其他單元技術相結合以實現更多的功能。例如，Petig、Morgan、Green等人通過制造金屬微電極成功地分離了多種細胞。微流控技術的發展使得人們可以制造出結構更合理的裝置來控制流體，也進一步加深了對介電力與流動力相互作用的理解。2000年以后，隨著人們對介電泳現象認識的不斷深化，又陸續涌現出了多種新的介電泳技術，例如，絕緣體介電泳（Insulator-based DEP）、光誘導介電泳（light-induced DEP）、碳電極介電泳(Carbon DEP)、非接觸式介電泳(contactless DEP)等。介電泳不僅在操縱細胞和生物分子等方面有著重要的應用，而且在其它領域也顯示出巨大潛力，例如，控制砷化銦納米線的排布；制作碳納米管AFM探針；從半導體單壁碳納米管中分離出金屬單壁碳納米管；操縱納米粒子調節光波導等等。

目前，介電泳芯片大多是采用傳統的基于光刻的微加工方法制作而成。該技術具有工藝復雜、制作成本高、加工周期長等不足，并不適合大規模工業化生產，嚴重限制了介電泳芯片的實際應用。

絲網印刷法是一種非常成熟的材料加工技術，廣泛應用于工業生產中。它利用制板圖文部分的網孔能透過油墨，而非圖文部分的網孔不透油墨的工作原理在基底材料表面進行印刷，制作出具有特定圖案的材料薄層。印刷時，在絲網印版一端倒入油墨，用刮印刮板對絲網印版上的油墨部位施加一定壓力，同時向絲網印版另一端移動。油墨在移動中被刮板從圖文部分的網孔中擠壓到承印物上。由于絲網印版與承印物之間保持了一定的間隙，印刷時絲網印版會通過自身的張力而產生對刮板的回彈力，使得絲網印版與承印物之間呈移動式線接觸，接觸線隨刮板移動而移動，而印版其它部分與承印物呈脫離狀態。從而保證了印刷精度，避免蹭臟承印物。當刮板刮過整個版面后抬起，絲網印版也同時升起，并將油墨輕刮回初始位置，完成一次印刷全過程。

發明內容

為了克服現有介電泳芯片加工制備技術的缺點與不足，本發明提供了一種利用絲網印刷技術制備微流控介電泳芯片的方法，以期解決微流控介電泳芯片制作周期長、效率低的難題。

本發明涉及的微流控介電泳芯片的制備方法通過以下技術方案實現：

一種利用絲網印刷技術制備微流控介電泳芯片的方法，包括以下步驟：

（1）繪制微電極圖案與微通道圖案，制作微電極網版與微通道網版；

（2）利用微電極網版，在承印物上印刷導電油墨，制備單個微電極或微電極陣列；

（3）利用微通道網版，用靶標對位的方式在步驟（2）所得印有微電極的承印物上印刷可固化的絕緣油墨，制作微通道；

（4）微通道上方覆蓋封接蓋片，并通過熱固化或紫外固化的方式使封接蓋片與微通道封接。

所述導電油墨為導電金屬漿料、導電半導體漿料、導電碳漿料中的至少一種。

所述可固化的絕緣油墨為UV固化油墨或熱固化油墨。

所述承印物為PVC、PP、PS、PEI、ABS、PC、PTFE、PE、PCB、PMMA、玻璃、尼龍、橡膠制作成的薄膜或塊狀材料。

所述封接蓋片由玻璃、PMMA、PDMS、PP、PET、PC、PCB、PVC、尼龍、橡膠等制備而成。

與現有技術相比，本發明具有以下優點和有益效果：