[发明专利]一种通道内壁涂覆聚对二甲苯的微流控芯片制作方法

说明书

本发明提供一种通道内壁涂覆聚对二甲苯的微流控芯片制作方法，通过微流控芯片通道层的模具制备、表面处理、通道层制作、通道表面涂覆聚对二甲苯、与无图案封接材料紧密封接。本发明解决了芯片涂覆聚对二甲苯后无法封接的问题。因芯片封接前进行聚对二甲苯涂覆，因此通道内壁涂覆聚对二甲苯膜不再依靠分子扩散，能够适用于具有复杂通道网络的微流控芯片，膜厚度均一且可控，具有涂覆时间短，材料耗费少的特点。可用于微流控芯片中防止溶剂蒸发，分子吸附和溶胀。是一种先涂覆聚对二甲苯后进行芯片封接的微流控芯片制作方法，实现对复杂网络通道内壁进行均匀的聚对二甲苯，具有简单，快速且经济的特点。

技术领域

本发明属于微流控芯片加工领域，涉及一种通道内壁涂覆聚对二甲苯的微流控芯片制作方法。

背景技术

微流控芯片一般采用微机电系统（MEMS）加工技术制作，可以将执行不同功能的单元集成到一起，从而在一张芯片上实现样品制备、反应、分离、检测等一整套的常规化学和生物实验室的功能。微流控芯片具有低样品消耗、高通量、大规模集成、快速传质和高反应效率等特点，使其在研究和应用过程中呈现出很多常规宏观系统无法比拟的独特优势。目前，微流控芯片已经应用于多个领域，如生物医学研究，疾病诊断，食品安全，化学分析，药物筛选等。

聚二甲基硅氧烷（PDMS）因具有易加工，良好的生物相容性，化学惰性，透明和便宜的特点成为微流控芯片制作最常用的材料。PDMS预聚物是一种粘弹性的流体，加热时可快速凝固成固体。凝固后的PDMS是一种多孔性物质，其多孔性给PDMS带来了一些缺点：1.溶剂易蒸发，特别是在加热的情况下，例如在芯片上进行聚合酶链式反应（PCR）；2.吸附小分子物质，特别是疏水性的小分子物质如尼罗红，罗丹明B等；3.吸收有机物质导致PDMS溶胀，通道变形，引起PDMS溶胀的溶液典型的有甲苯、正庚烷、十六烷，硅油等。有文献报道，PDMS表面涂覆聚对二甲苯（Parylene）可有效减少溶剂蒸发，改善小分子物质吸附，阻止PDMS溶胀，还可以降低PDMS对蛋白质和核酸等生物大分子的吸附。通过化学气相沉积（ChemicalVapor Deposition, CVD）形成的聚对二甲苯涂层无孔且透明，对无机和有机介质，强酸，腐蚀性溶液，气体和水蒸气具有良好的阻隔性能。并且具有极好的生物相容性，FDA批准可用于人体植入设备。

聚对二甲苯涂层具有如此多的优点，但目前却并未被广泛使用，主要原因在于通道内壁含有聚对二甲苯涂层芯片的制作方法。目前已报道的制作方法是芯片与基底封接完成后进行聚对二甲苯涂覆。涂覆时，气化的对二甲苯单体由进样孔和出样孔扩散进入通道中，其扩散距离与通道尺寸和涂覆时间有关，通常情况下对二甲苯单体从进样孔或出样孔扩散进入通道的距离不超过10mm，且聚对二甲苯涂层的厚度不均一，其涂层厚度从进出样口处沿扩散方向逐渐变薄至0。微流控芯片因需执行多种功能常常具有复杂且长的通道网络，因此该方法并不适用于大多数的微流控芯片。并且对二甲苯单体的扩散速度非常慢，其通道内壁涂覆的聚对二甲苯厚度与芯片外表面相差100倍，导致涂覆时间成倍的延长和涂覆材料的浪费。之所以先进行芯片封接而后进行聚对二甲苯 涂覆是因为涂覆聚对二甲苯的芯片不能再与其他材料实现紧密的封接。基于以上问题，研究新的内壁涂覆聚对二甲苯的微流控芯片制作方法是实现聚对二甲苯涂层芯片的广泛使用和市场化的唯一途径。

发明内容

为解决现有方法无法进行复杂通道网络涂覆的问题，并且缩短涂覆时间，减少材料浪费，本发明采用新的芯片封接材料突破了涂覆聚对二甲苯的芯片无法封接的局限，提供一种通道内壁涂覆聚对二甲苯的微流控芯片制作方法，是一种先涂覆聚对二甲苯后进行芯片封接的微流控芯片制作方法，实现对复杂网络通道内壁进行均匀的聚对二甲苯，具有简单，快速且经济的特点。

本发明中提供的通道内壁涂覆聚对二甲苯的微流控芯片制作方法，通过以下步骤实现：

（1）微流控芯片通道层的模具制备；

（2）模具表面处理；

（3）微流控芯片通道层制作；