[发明专利]含原位聚合甲基丙烯酸丁酯预处理整体柱的三维微流控芯片

权利要求书

1.一种含原位聚合甲基丙烯酸丁酯预处理整体柱的三维微流控芯片，所述芯片由基片和盖片封接而成，其特征在于：所述盖片设有样品入口、试剂入口和废液出口及固相萃取预处理微通道，采用PDMS整体浇铸成型法制备而成，固相萃取预处理微通道内采用紫外光照原位聚合法制备有聚甲基丙烯酸丁酯预处理整体柱，样品入口设置在固相萃取预处理微通道的入口端；所述基片以玻璃、硅、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚二甲基硅氧烷PDMS为基材，刻蚀有流体混合和反应的微通道网络，微通道网络由样品进入通道、试剂进入通道共同连接混合反应通道构成；盖片与基片粘接封装后，盖片上的固相萃取预处理微通道末端与基片上的样品进入通道连通，盖片上的试剂入口连通基片上的试剂进入通道，盖片上的废液出口位于基片上的混合反应通道末端。

2.根据权利要求1所述的三维微流控芯片，其特征在于：所述盖片中固相萃取预处理微通道长为5～10mm，微通道直径75～200μm，基片中混合和反应微通道尺寸为长10～30mm×宽50～200μm×深50～200μm。

3.权利要求1所述的三维微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：

(1)盖片采用PDMS整体浇铸成型法制作，首先第一次浇铸PDMS，于90℃烘箱内固化半小时左右得到厚度为0.3～0.5mm厚的PDMS膜层，再将直径为75～200μm细金属Pt丝固定于上述PDMS膜层上，第二次浇铸PDMS，在60℃烘箱内固化4小时得到含固相萃取预处理微通道的PDMS盖片，并在与下述基片各微通道口对应位置开有供微流体出入的样品入口、试剂入口和废液出口；

(2)以玻璃、硅、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚二甲基硅氧烷PDMS为芯片基片材料，采用湿法或干法刻蚀有流体混合和反应的微通道网络，微通道网络中混合和反应微通道的尺寸为长10～30mm×宽50～200μm×深50～200μm；

(3)采用γ-MAPS双官能团试剂处理盖片中固相萃取预处理微通道，处理过程如下：先用0.1MNaOH溶液冲洗固相萃取预处理微通道；再用重蒸水冲洗至中性，并用50倍柱体积的丙酮冲洗干净；然后将30％V/V双官能团试剂γ-MAPS丙酮溶液注入固相萃取预处理微通道中，密封，放置过夜；最后用去离子水冲洗，干燥备用；

(4)在盖片的固相萃取预处理微通道中，采用紫外光照原位聚合法制备聚甲基丙烯酸丁酯预处理整体柱，以隔离紫外光的掩膜控制整体柱的长度和位置，按75％致孔剂和25％预聚物比例将反应物泵入已经活化处理的固相萃取预处理微通道内，所述预聚物采用甲基丙烯酸丁酯BMA为功能单体，二甲基乙二醇酯EDMA为交联剂、偶氮二异丁腈AIBN为引发剂，三者按m_BMA∶m_EDMA∶m_AIBN为59.5％∶39.5％∶1％的质量比例混合，致孔剂采用甲醇和乙醇，两者按V_甲醇∶V_乙醇为1∶1的体积比例混合，在365nm处以18w功率的紫外光在2～10cm照射距离下照射2～6小时，得到聚甲基丙烯酸丁酯预处理整体柱；

(5)将步骤(4)制备的盖片与步骤(2)制备的基片直接粘接封装，使盖片上的固相萃取预处理微通道末端与基片上的样品进入通道连通，盖片上的试剂入口连通基片上的试剂进入通道，盖片上的废液出口位于基片上的混合反应通道末端，即得到含原位聚合甲基丙烯酸丁酯预处理整体柱的三维微流控芯片。