[發(fā)明專利]聚合物材料微流控芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810357813.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN108514898B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭培柱;吳大林;蘇辰宇;陳輝;王博;朱修銳;王勇斗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京保利微芯科技有限公司
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;C08J7/06
• 代理公司: 北京翔石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

本發(fā)明提供一種聚合物材料微流控芯片，所述聚合物芯片表面覆蓋一層氧化硅。本發(fā)明的微流控芯片可以制備出能用于水包油或油包水液滴微流控的聚合物芯片。相比于傳統(tǒng)的微流控芯片，本發(fā)明微流控芯片適用于批量化制備和批量化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流控芯片領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚合物材料微流控芯片。

背景技術(shù)

液滴微流控技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)在生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)分析上得到廣泛應(yīng)用。聚合物材料例如聚碳酸酯、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷等價(jià)格低廉，性質(zhì)穩(wěn)定經(jīng)常被用于制作微流控芯片。但由于液滴微流控芯片對(duì)表面的親疏水性有著較高的要求，例如，水包油液滴微流控芯片往往要求親水表面，油包水液滴微流控芯片往往要求疏水表面，因此有機(jī)聚合物表面經(jīng)常需要進(jìn)行表面改性以更好地實(shí)現(xiàn)功能。

傳統(tǒng)的表面改性方法有以下兩種：等離子體處理方法能夠?qū)⑽⒘骺匦酒谋砻嫣幚沓闪u基，因此能達(dá)到疏水處理的效果，但是暴露的羥基很快會(huì)被空氣中的電荷和灰塵等破壞，因此處理后的表面只能維持幾個(gè)小時(shí)到一天的穩(wěn)定性能；另一種方法是將用于表面修飾的液體灌注到微流控芯片的流道內(nèi)，經(jīng)過給定的反應(yīng)條件和反應(yīng)時(shí)間，再使用壓縮氣體將反應(yīng)后的液體吹出，這種方法雖然可以將微流控芯片的表面改為親水性或疏水性，但是只能逐個(gè)微流道進(jìn)行處理，效率較低，不適合微流控芯片的大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種聚合物材料微流控芯片，所述聚合物芯片表面覆蓋一層氧化硅。

在一種實(shí)施方式中，所述聚合物材料為熱塑性聚合物材料，優(yōu)選的為聚碳酸酯、聚丙烯、環(huán)狀烯烴共聚物和聚甲基丙烯酸甲脂中的一種或多種。

在一種實(shí)施方式中，所述氧化硅的厚度為5nm～50nm，優(yōu)選為10-30nm。

在一種實(shí)施方式中，所述氧化硅通過濺射方式覆蓋所述聚合物材料。

在一種實(shí)施方式中，以硅為靶材在氧氣環(huán)境下濺射；優(yōu)選地為以硅為靶材在氬氣和氧氣混合氛圍下的濺射。

在一種實(shí)施方式中，所述氧化硅表面上包含一層自組裝分子層。

在一種實(shí)施方式中，所述是自組裝分子三羥基硅烷、三氯基硅烷、三烷氧基硅烷中的一種或多種。

在一種實(shí)施方式中，所述自組裝分子與所述氧化硅結(jié)合的時(shí)間為10分鐘～1小時(shí)。

在一種實(shí)施方式中，所述自組裝分子進(jìn)行自組裝時(shí)濃度為0.5mmol/L～5mmol/L。

本發(fā)明公開的氧化硅覆蓋-自組裝單分子薄層微流控芯片，該微流控芯片通過氧化硅覆蓋來實(shí)現(xiàn)微流控芯片表面的親水改性，并且進(jìn)一步地，在氧化硅表面進(jìn)行單分子薄層自組裝可以將硅烷等物質(zhì)修飾到微流控芯片的表面，實(shí)現(xiàn)微流控芯片表面的疏水改性。這種方法可以對(duì)多個(gè)微流控芯片的表面進(jìn)行可控的親水或疏水處理，效果均一可靠，尤其適用于液滴微流控等對(duì)表面親疏水性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

另一方面，氧化硅是一種微加工領(lǐng)域常用的材料，有著非常好的加工性能和表面化學(xué)性能。在加工性能方面，可以使用表面氧化或在氧氣氛圍中用氬氣濺射等多種方式在硅或玻璃等多種材料表面覆蓋一層均一的氧化硅；在表面化學(xué)性能方面，硅-氧鍵能夠通過等離子體處理等方式變成硅-羥基等具有活性的官能團(tuán)，從而與多種帶有羧基、羥基或環(huán)氧基的分子發(fā)生反應(yīng)，將目標(biāo)分子連接到氧化硅表面。

自組裝單分子層薄膜是一種利用自組裝過程形成的薄膜層。自組裝，是指分子在靜電力、范德華力等作用下，不借助人為施加的外力而自發(fā)組裝形成分子層面上穩(wěn)定有序的結(jié)構(gòu)的過程。其過程操作簡(jiǎn)便，得到的分子層排列有序，且功能可控，是一種理想的表面處理方法。

本發(fā)明的微流控芯片，可以制備出能用于水包油或油包水液滴微流控的聚合物芯片。相比于傳統(tǒng)的微流控芯片，本發(fā)明微流控芯片適用于批量化制備。因此，本發(fā)明微流控芯片能有效提高液滴微流控芯片的制備和處理效率，實(shí)現(xiàn)快速制備和批量化生產(chǎn)。