[發(fā)明專(zhuān)利]一種集成納米電紡絲微流控芯片制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611106603.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108148886A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦建華;姜雷;張曉慶;李中玉;李艷峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C12Q1/02
• 分類(lèi)號(hào): C12Q1/02;G01N33/50
• 代理公司: 沈陽(yáng)晨創(chuàng)科技專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 樊南星

一種集成納米電紡絲微流控芯片制備方法，步驟如下：(1)在基體上涂布一層光刻膠，并烘烤制成基板；(2)將基板置于光刻機(jī)內(nèi)，在紫外光下曝光，將圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上，形成聚合區(qū)域和未聚合區(qū)域；(3)在高壓電場(chǎng)作用下在基板的光刻膠層表面形成納米電紡絲；(4)基板烘烤，光刻膠層包裹住電紡絲；(5)制成區(qū)域化的電紡絲；(6)基板浸泡到硅烷化試劑中后用氮?dú)獯蹈桑?7)軟光刻方法制備集成有微流控通道的微流控芯片；(8)將電紡絲基板和聚二甲基硅氧烷微流控芯片貼合在一起；(9)使兩者不可逆的鍵和在一起。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)流體通道的制備，從而實(shí)現(xiàn)不同濃度條件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞多參數(shù)的培養(yǎng)條件的篩查，降低篩查成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)、納米電紡絲技術(shù)、高分子材料科學(xué)、及其細(xì)胞學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種集成納米電紡絲微流控芯片制備方法。

背景技術(shù)

微流控芯片技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新興技術(shù)，被譽(yù)為本世紀(jì)改變?nèi)祟?lèi)未來(lái)技術(shù)之一。是指把化學(xué)、生物等過(guò)程中的多個(gè)單元操作集成到一塊微米尺度上的芯片上，自動(dòng)完成整個(gè)過(guò)程。微流控芯片由于它在相關(guān)領(lǐng)域的巨大潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、電子、材料、機(jī)械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。

微流控芯片是通過(guò)微加工技術(shù)將微通道、微閥、微泵、微電極等具備不同功能的微器件集成在一起。不同功能的實(shí)現(xiàn)需要利用材料的不同特性，因此芯片材料對(duì)于微流控芯片的構(gòu)建起著關(guān)鍵作用。芯片制備的材料主要用硅片、玻璃、石英、高聚物材料等。高聚物材料種類(lèi)多，加工成型方便，價(jià)格低廉已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)芯片制備材料。其中聚二甲基硅氧烷(PDMS)用途最廣，尤其是其具有良好的透氣性，適用于芯片細(xì)胞培養(yǎng)、藥物篩選、藥效評(píng)價(jià)、動(dòng)物替代等。

然而此類(lèi)芯片由于其采用的是平面結(jié)構(gòu)，因此該類(lèi)芯片在細(xì)胞培養(yǎng)等方面只能用于二維細(xì)胞的培養(yǎng)，其細(xì)胞的表面狀態(tài)，生理功能，對(duì)藥物的敏感性等均與實(shí)際體系存在很大偏差，因此迫切需要能反應(yīng)真實(shí)生理體系 的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。

納米電紡絲具有很高的比表面積，多孔結(jié)構(gòu)以及各種制備材料的表面化學(xué)性質(zhì)等已經(jīng)在生物學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括以下幾個(gè)方面：1、電紡絲作為細(xì)胞的三維培養(yǎng)的基質(zhì)，來(lái)對(duì)細(xì)胞三維環(huán)境中的行為進(jìn)行研究；2、電紡絲作為藥物或基因載體，進(jìn)行細(xì)胞藥物篩選或外源基因轉(zhuǎn)染研究；3、電紡絲作為一種體內(nèi)支架，促進(jìn)受損組織的修復(fù)；4、利用電紡絲在體外重建組織器官。納米電紡絲技術(shù)已經(jīng)成為組織工程及再生醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個(gè)極具潛力研究平臺(tái)。然而由于納米電紡絲與微流控芯片結(jié)合方面存在技術(shù)難點(diǎn)，靈活方便的納米電紡絲與微流控芯片集成文章尚未見(jiàn)報(bào)道。

人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的集成納米電紡絲微流控芯片制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的集成納米電紡絲微流控芯片制備方法。要求其適合能模擬細(xì)胞體內(nèi)培養(yǎng)狀態(tài)的集成納米電紡絲微流控芯片的制備方法，該方法解決了傳統(tǒng)電紡絲與微流體通道集成的難題，為細(xì)胞生物和藥物篩選等研究領(lǐng)域等研究領(lǐng)域提供了一個(gè)新的平臺(tái)。

本發(fā)明提供了一種集成納米電紡絲微流控芯片制備方法，其特征在于：該方法的具體步驟如下：

(1)采用干凈的基體材料選定后，將基體在勻膠儀上涂布一層光刻膠，并置于60～100℃熱板上烘烤10～40分鐘，制成基板；

(2)將涂有光刻膠的基板置于光刻機(jī)內(nèi)，基板表面覆蓋具有圖型的掩膜，在紫外光下進(jìn)行曝光，將圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上，形成聚合區(qū)域和未聚合區(qū)域；

(3)將涂有光刻膠的基板置于接通高壓電源地線(xiàn)的鋁塊之上，注射器針頭尖端磨平并接通高壓電源的正極；采用注射泵推動(dòng)注射器，使注射器中的高分子溶液勻速輸出到注射器針頭，在高壓電場(chǎng)的作用下在基板的光刻膠層SU8表面形成納米電紡絲；

(4)將帶有電紡絲的基板置于50～90度烘箱內(nèi)烘烤1～20分鐘，未聚合區(qū)域的光刻膠層SU8熱熔，體積增大，同時(shí)在電紡絲毛細(xì)作用下，包裹住電紡絲；