[发明专利]一种基于纳米裂纹的纳流控芯片及其加工方法

权利要求书

1.一种基于纳米裂纹的纳流控芯片，其特征在于，由聚二甲基硅氧烷通道层玻璃基底键合而成，聚二甲基硅氧烷通道层含有微米通道和至少一条纳米通道，纳米通道与微米通道相连，微米通道末端通过储液槽与外界连接，所述储液槽用于纳米流控芯片样品的加入和提取。

2.根据权利要求1所述的基于纳米裂纹的纳流控芯片，其特征在于，所述的聚二甲基硅氧烷通道层结构为硬质PDMS和普通PDMS双层复合结构；微米通道和纳米通道存在于硬质PDMS薄层表面，厚层普通PDMS覆盖于硬质PDMS之上作为支撑，所述纳米通道为多根时，多跟纳米通道呈并列阵列式排布。

3.一种基于纳米裂纹的纳流控芯片的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10、在聚苯乙烯平板材料表面制造微观缺陷；

S20、通过溶胀诱导法制备纳米裂纹；

S30、将光刻胶均匀旋涂于聚苯乙烯纳米裂纹的表面，基于此制备纳米通道阳模；

S40、在纳米通道阳模表面通过光刻法，制备微流通道，连接纳米通道制备纳流控芯片通道系统阳模；

S50、采用双层复合结构PDMS复制微纳通道；

S60、通过等离子表面处理进行PDMS微纳通道和玻璃基底的键合，完成纳流控芯片加工。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S10中，聚苯乙烯基底包括通过真空注塑工艺制作的培养皿基底板材；制造微观缺陷所用工具为能够达到样品局部应力集中和缺陷的工具，在工具上施加10gF至1000gF压力，施加压力时间10s～35s，所产生的菱形缺陷尺寸对角线长度为20微米到210微米；所述微观缺陷点用于控制纳米裂纹的位置。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括如下步骤：

S21、在一开口容器中加入有机溶剂并置于一加热台表面；

S22、将含有微观缺陷的聚苯乙烯板覆盖在容器的开口之上，其中，具有缺陷点的一面朝向溶剂侧；所采用的容器的开口尺寸用于控制纳米裂纹的生长长度和范围；

S23、控制加热温度使溶剂挥发并在聚苯乙烯表面冷凝，冷凝的溶剂被聚苯乙烯表层吸收，导致聚苯乙烯表层溶胀；

S24、当容器中溶剂挥发完全后，继续加热使聚苯乙烯的表面溶胀层中溶剂脱附并产生残余应力，当残余应力大于产生裂纹的临界值时，聚苯乙烯表面产生纳米裂纹。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括如下步骤：

S31、将光刻胶均匀旋涂于聚苯乙烯纳米裂纹的表面；光刻胶以8000转/分旋涂速度旋涂在聚苯乙烯纳米裂纹表面,旋涂时间为120秒，所得的光刻胶厚度约为200～300微米；

S32、将样品进行紫外线曝光，使光刻胶交联固化；均匀旋涂光刻胶的样品采用365纳米波长紫外线进行照射，样品照射剂量为800mJcm^-2；

S33、将固化的光刻胶薄层从聚苯乙烯样品表面剥离，获得纳米通道阳模；剥离过程中剥离前进方向垂直纳米通道方向；

S34、将纳米通道阳模贴合在旋涂有光刻胶的基底表面进行固定；贴合过程中将具有纳米通道凸起的一侧朝外并排除胶层间的气泡；通过紫外线曝光使光刻胶层交联固化将纳米通道固定在基底上；加热使光刻胶完全固化获得纳米通道阳模模具；所述的基底为玻璃或PMMA材质平板；所旋涂的光刻胶层厚度为15μm；所采用的紫外线为365nm波长紫外线；所采用的紫外线照射剂量为400mJcm^-2；所采用的加热温度为75℃～85℃。