[发明专利]一种掺杂荧光染料的多孔海绵伞状结构PDMS芯片及其制备方法以及应用

权利要求书

1.一种掺杂荧光染料的多孔海绵伞状结构PDMS芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

S1：将SU8环氧胶常温固化制备成一定尺寸的模具，在该模具上雕刻出一定的模具图形，所述模具图形包括居中布置的一个进样区凹槽，以及自所述进样区凹槽延伸出的若干连接通道凹槽，以及连接于每根所述连接通道凹槽末端的检测区凹槽，每个所述检测区凹槽与所述进样区凹槽之间的距离相等；

S2：提供一种荧光染料，所述荧光染料是一种氧杂蒽染料异硫氰酸苯酯衍生物，向其中加入氯化钠，研磨，得到附着荧光染料的氯化钠颗粒；

S3：将步骤S2获得的附着荧光染料的氯化钠颗粒加入步骤S1制得的模具的各个检测区凹槽中，然后将整个模具放入容器中，向容器中加水，使水面高度低于所述模具在容器中的高度，密封该容器；

S4：将步骤S3获得的装有模具的容器放入干燥箱加热一定时间，然后将模具从容器中取出再次放入干燥箱加热，使附着荧光染料的氯化钠颗粒充分吸附在所述各个检测区凹槽中；

S5：将PDMS与固化剂按照10∶1-8∶1的重量比搅拌均匀后，真空抽气，加入至步骤S4获得的模具中，真空抽气，使所有的氯化钠颗粒处于PDMS浸润的状态；

S6：将步骤S5获得的模具置于加热板中，加热进行固化，然后脱模；

S7：将步骤S6脱模得到的伞状结构PDMS芯片本体放入水中，溶解氯化钠颗粒，晾干，获得一种多孔海绵伞状结构PDMS芯片本体；

S8：将PDMS与固化剂按照10∶1-8∶1的重量比搅拌均匀固化，使用雕刻机镂空出步骤S1相同的模具图形，获得PDMS基底；以及

S9：将步骤S7获得的多孔海绵伞状结构PDMS芯片本体与步骤S8获得的PDMS基底进行等离子键合，即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，在所述模具图形中，所述连接通道凹槽以及检测区凹槽分别均匀布置在所述进样区凹槽的四周。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的荧光染料是以氧杂蒽为荧光官能团的小分子化合物。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的荧光染料是3-羟基-6-二乙氨基-9-氧代螺异苯并呋喃-呫吨-异硫氰酸苯酯，其化学结构式如下：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氧杂蒽染料异硫氰酸苯酯衍生物的制备方法包括以下步骤：

1)将氧杂蒽染料水合肼衍生物和异硫氰酸苯酯加入到N，N-二甲基甲酰胺中，氮气保护，室温下搅拌；以及

2)将上述步骤1)得到的反应液萃取干燥，并减压蒸馏除去溶剂得到粗产品，通过柱层析硅胶提纯，得到的粉红色固体即为目标产物；

其中，所述氧杂蒽染料水合肼衍生物的化学结构式如下：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中采用两步加热法，第一步加热温度为40-50℃，时间为1.5-2.5h，第二步加热温度为55-70℃，时间为1.0-2.0h。

7.一种根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法制备得到的掺杂荧光染料的多孔海绵伞状结构PDMS芯片。

8.根据权利要求7所述的掺杂荧光染料的多孔海绵伞状结构PDMS芯片，其特征在于，所述掺杂荧光染料的多孔海绵伞状结构PDMS芯片包括：一个进样区，若干检测区，连接所述进样区与每个检测区的连接通道，其中，所述一个进样区包括多个进样口，所述进样口的数量与检测区的数量相等，每个检测区与所述进样区之间的距离相等。

9.一种根据权利要求7-8中任意一项所述的掺杂荧光染料的多孔海绵伞状结构PDMS芯片在检测重金属离子中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用包括：将待测重金属离子溶液自掺杂荧光染料的多孔海绵伞状结构PDMS芯片的进样口加入，待测重金属离子溶液进入检测区后，重金属离子与所述多孔海绵伞状结构PDMS芯片中的荧光染料发生反应后产生荧光，利用荧光强度在显微镜下的RGB灰度值检测重金属离子的浓度。