[发明专利]一种光诱导浸润的微流控芯片制备方法及功能化方法

说明书

本发明涉及一种光诱导浸润的微流控芯片制备方法及功能化方法，利用光诱导亲疏水性的材料修饰芯片表面，通过紫外光曝光在微结构中产生亲疏水区域分界区域，浸润区域能够允许流体通过，而非浸润区域由于受到柱子间的拉普拉斯压力，不能够使得流体进入非浸润区域，实现了微流体通道。利用光掩膜版，在芯片内部实现不同设计的曝光，实现不同微流控流体芯片结构和功能，通过压力驱动的各种流体通道设计，以及电渗流驱动的流体通路设计，最终满足可擦写、在单一芯片上实现多功能的微流控芯片，降低了传统加工芯片需要的设计－制备－测试－再加工的生产周期和成本。能够实现所有微流控芯片能够实现的功能，包括分离，合成，混合、流动控制等等。

技术领域

本发明属于微流控技术领域和生物化学领域，涉及一种光诱导浸润的微流控芯片制备方法及功能化方法，特别是涉及一种光诱导浸润的可实现单一芯片结构的多种化学生物分析功能的封闭的微流控芯片及其制备。

背景技术

现有芯片基本制备方法主要是对玻璃、硬质高分子聚合物(如聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯等)和弹性聚合物(如聚二甲基硅氧烷)的微加工技术，其中光刻是制备的核心技术。光刻通常包含图形转移(曝光)、显影和刻蚀三个步骤进而在芯片上获得设计的微结构。有研究者开发了基于光刻，结合电铸的LIGA高分辨刻蚀工艺。对于聚合物芯片通常用光刻法制备模具，再将液态预聚物或熔化的热塑材料倾倒于模具上之后脱模成型。也有学者提出用激光直接烧蚀聚合物基材产生微结构；另有学者将基材加热后与模具压合，通过热压法得到和模具互补的微结构。除光刻外为得到完整芯片，往往还需要将微结构的芯片与另一芯片键合，方法包括真空加热封接和黏合剂封接等。最终制得某一种实体微结构的芯片，

只能实现特定的单一功能。光诱导浸润现象已经有很多相关研究，并且也有针对光驱动的液体流动等工作，但均是基于较为简单的结构，如毛细管等，无法实现多功能化的要求。

现有技术均是利用传统加工技术实现不同结构的微流控芯片制备，单一设计往往对应单一功能，如果能够在同一块芯片上实现可擦写，重复使用，多功能的高度集成，会极大减少微流控芯片的制备成本，并且实现在单一芯片的多功能化，对相关研究和生产均具有重要意义。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种光诱导浸润的微流控芯片制备方法及功能化方法。

技术方案

一种光诱导浸润的

微流控芯片制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤a：在原材料上加工构成微柱阵列结构，构成微结构芯片；所述微柱阵列结构为多个同一微柱均匀分布构成阵列结构；所述微柱阵列芯片的孔隙率为20％～80％；所述相邻微阵列单元的间隙空间深宽比为：1:5，1:1，5:1；

步骤b：裁剪与原材料相同大小的无结构平整芯片，在芯片上设有入口和出口构成开孔芯片；

步骤c：在微结构芯片的微柱阵列结构的面上修饰光诱导浸润涂层，在开孔芯片的一面上修饰光诱导浸润涂层；所述光诱导浸润涂层采用无机或有机涂层；

步骤d：将两块芯片的光诱导材料一侧相接触并封接为封闭的完整芯片；

步骤e：将掩膜置于完整芯片与紫外光源之间，进行曝光，得到光诱导浸润的微流控芯片；曝光过程中：紫外光源波长为400纳米以下，曝光时间5秒至10分钟。

所述原材料包括但不限于石英、玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、碳酸聚酯、热固性聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯。

所述微柱包括但不限于圆柱形，长方形，三角形，翼形，流线型，菱形或I形。

所述无机涂层包括但不限于氧化锌或二氧化钛宽带隙氧化物。