本發(fā)明屬于表面改性領(lǐng)域，更具體地，涉及一種表面圖案化修飾的基片及其制備方法。

背景技術(shù)：
近年來，微流體系統(tǒng)在化學(xué)工程、生物工程以及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。這種微流體系統(tǒng)結(jié)合材料科學(xué)，化學(xué)工程，微機(jī)電加工等技術(shù)可以對樣品進(jìn)行進(jìn)樣、預(yù)處理、加樣、取樣、反應(yīng)、檢測等一系列的操作。通過建立大規(guī)模集成的操作系統(tǒng)，使得分析、篩選通量更高，更為簡單有效。因其是在微米尺度的操作，同時還能節(jié)約樣品成本，提高每一單元實驗的準(zhǔn)確度。微流體系統(tǒng)的發(fā)展，帶來的將是篩選和檢測成本的大幅下降和效率的提高。因為發(fā)展微流體系統(tǒng)有極其巨大的經(jīng)濟(jì)價值，尤其是在藥物篩選，轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等高精尖成本巨大的行業(yè)之中。表面圖案化修飾技術(shù)，作為微流體技術(shù)中的一個部分，近年來也受到了很多學(xué)者的重視。然而現(xiàn)有技術(shù)中多是通過微接觸壓印、或者等離子體處理等方式，來實現(xiàn)親疏水區(qū)域的圖案化修飾，如專利文獻(xiàn)CN200580042844公開了一種通過表面處理以圖案化改性的方法，通過孔眼掩膜限定親疏水區(qū)域之后，再進(jìn)行疏水或者親水修飾，最后用后處理除去孔眼掩膜，從而使得襯底表面有圖案化的親疏水特性。然而這些方式多是通過對襯底表面活性基團(tuán)的化學(xué)修飾來改變表面性質(zhì)，其親疏水性質(zhì)并不穩(wěn)定，同時操作步驟也相對繁瑣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種表面圖案化修飾的基片及其制備方法與應(yīng)用，其目的在于通過在襯底的部分表面覆蓋PDMS薄膜，從而圖案化的改變襯底表面的親疏水性狀，從而制備出能應(yīng)用于微陣列芯片的基片，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中圖案化的疏水修飾不穩(wěn)定的問題。為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種表面圖案化修飾的基片，包括襯底以及圖案化的納米薄層，所述襯底表面帶有親水基團(tuán)，所述納米薄層為厚度小于1μm的PDMS(聚二甲基硅氧烷)薄膜；所述圖案化的納米薄層與所述襯底鍵合，形成沒有納米薄層的親水區(qū)域和具有納米薄層的疏水區(qū)域，所述親水區(qū)域用于吸附微流體，所述微流體的形狀為微液滴、微液流或者微液滴與微液流的組合，所述微流體的成分為水、溶液、懸濁液或者凝膠。優(yōu)選地，所述襯底表面帶有的親水基團(tuán)為硅氧基、羥基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、氨基或季銨基。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述襯底為玻璃、表面帶有二氧化硅氧化層的硅片以及石英片。優(yōu)選地，所述溶液為藥物溶液、熒光素溶液以及凝膠因子溶液，所述懸濁液為細(xì)胞懸濁液、細(xì)菌懸濁液或者納米顆粒懸濁液。優(yōu)選地，所述親水區(qū)域的形狀為圓形、規(guī)則多邊形或者線形，且圓形以及規(guī)則多邊形的直徑或者線形的寬度小于等于5mm。按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種上述基片的制備方法，包括以下步驟：(1)根據(jù)所需疏水區(qū)域與親水區(qū)域的形貌，設(shè)計并制備出PDMS印章，所述PDMS印章包括凸起部和凹陷部，所述凸起部與所需疏水區(qū)域形貌一致；(2)將所述PDMS印章與襯底用等離子體處理，使得PDMS印章與襯底表面產(chǎn)生自由基；(3)將所述PDMS印章的凸起部與所述襯底表面鍵合后剝離，使得襯底表面與所述凸起部鍵合的區(qū)域殘留一層厚度小于1μm的PDMS薄膜，形成疏水區(qū)域，其他區(qū)域即為親水區(qū)域，制得所述基片。其中，鍵合的時間與等離子體處理的電壓、時間、氣體的組分，以及氧等離子體設(shè)備的老化程度都有關(guān)，可能為1s～2h之間不等。優(yōu)選地，所述步驟(2)中等離子體處理所用的氣體為惰性氣體，空氣，含氧元素的氣體(如O2、O3、CO和CO2)，或者含氮元素的氣體(如N2、HN3、NO2和NO)。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟(2)中等離子體處理所用的氣體為O2或者O3。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，在等離子體處理的電壓為420V，等離子體處理所用的氣體為O2，且流量為600mL/min～800mL/min，等離子體處理時間為60s～90s時，鍵合的時間為10s～30s。按照本發(fā)明的另一方面，還提供了一種包括上述基片的微陣列芯片，所述基片包括多個親水區(qū)域，所述親水區(qū)域表面吸附有第一微液滴，所述第一微液滴為水、溶液、懸濁液或者微凝膠。優(yōu)選地，所述第一微液滴為第一微凝膠，所述第一微凝膠由包含凝膠因子的液態(tài)的第一微液滴固化后形成。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述微陣列芯片還包括第二凝膠，所述第二凝膠為利用甲基丙烯酸甲酯硅油或等離子體使得所述疏水區(qū)域親水化以后，吸附第二液滴并使其固化后形成，第二液滴包含凝膠因子。當(dāng)所述第二微液滴添加的量相對較少時，第二凝膠填充于基片表面第一微凝膠周圍的其它區(qū)域，第一微凝膠的上表面高于第二凝膠的上表面；當(dāng)所述第二微液滴添加的量相對較多時，第二凝膠同時將覆蓋于第一凝膠之上，其上表面的高度超越第一凝膠且與基片表面平行。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述親水區(qū)域表面吸附有N層的微凝膠顆粒，所述N層的微凝膠顆粒分別由第一微凝膠、第二微凝膠至第N微凝膠組成，所述第i-1微凝膠的上表面吸附有第i微凝膠，且第i微凝膠與第i-1微凝膠包含的組分不同，其中，N為大于等于2的整數(shù)，i為2到N的任意整數(shù)。按照本發(fā)明的另一方面，還提供了一種凝膠顆粒，所述凝膠顆粒為N層的微凝膠顆粒，從下至上由第一微凝膠至第N微凝膠組成，且第i微凝膠與第i-1微凝膠包含的組分不同，其中，N為大于等于2的整數(shù)，i為2到N的任意整數(shù)。總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列有益效果：1、襯底表面的親疏水性質(zhì)通過覆蓋納米級的PDMS薄膜進(jìn)行改變，徹底的改變了表面的物理特性，不同于傳統(tǒng)的化學(xué)方法，其親疏水性質(zhì)的修飾更加穩(wěn)定；2、PDMS印章與襯底鍵合后直接剝離即可制備得到所述基片，無需復(fù)雜的后處理工藝，簡單快速、成本低廉；3、PDMS印章和襯底為可逆鍵合，不對PDMS印章的結(jié)構(gòu)進(jìn)行根本性的破壞，PDMS印章可多次使用，加工成本低；4、基片表面圖案化的親水區(qū)域，可以用于吸附液滴，從而制備獲得多種微陣列芯片并加以應(yīng)用。附圖說明圖1是實施例1中玻璃基片的制備過程示意圖；圖2是實施例4中微流體芯片的熒光檢測示意圖；圖3是實施例6中微液滴陣列形成的示意圖；圖4是實施例6中藥物濃度梯度微液滴陣列形成的示意圖；圖5是實施例7中細(xì)胞密度梯度微液滴陣列形成的示意圖；圖6是實施例8中熒光濃度梯度微液滴陣列的驗證結(jié)果；圖7是實施例9中細(xì)胞密度梯度微液滴陣列的驗證結(jié)果；圖8是實施例12中細(xì)胞密度梯度和藥物濃度梯度正交微陣列形成的示意圖；圖9是實施例16中雙組分微凝膠陣列形成的示意圖；圖10是實施例20中互補(bǔ)的多組分化學(xué)微環(huán)境形成的示意圖；圖11是實施例20中互補(bǔ)的多組分化學(xué)微環(huán)境的熒光檢測結(jié)果；圖12是實施例21中立體微凝膠陣列形成的示意圖；圖13是實施例21中立體微凝膠陣列的熒光成像檢測圖；在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：其中1-玻璃基片；2-PDMS印章；3-疏水區(qū)域；4-親水區(qū)域；5-緩沖液液滴6-吸管；7-藥物a溶液液滴；8-藥物濃度梯度液滴陣列的形成；9-細(xì)胞a懸液；10-細(xì)胞密度梯度微液滴陣列的形成；11-濃度梯度正交微液滴陣列的形成；12-細(xì)胞b懸液；13-雙組分微凝膠陣列；14-含有Fluorescein的凝膠液滴15-含有羅丹明的凝膠液滴；16-z軸方向為不同細(xì)胞組分的凝膠液滴。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。本發(fā)明提供了一種表面圖案化修飾的基片的制備方法，具體步驟如下：(1)根據(jù)所需的親水區(qū)域和疏水區(qū)域的形貌設(shè)計出光刻掩膜；當(dāng)使用陰模光刻膠，如AZ-50時，掩膜的形貌與所需疏水區(qū)域的形貌相同，使用陽模光刻膠，如SU-8時，掩膜的形貌與所需親水區(qū)域的形貌相同；然后，利用陰模光刻或者陽模光刻，制備出具有相應(yīng)形貌的PDMS(聚二甲基硅氧烷)印章，所述PDMS印章包括凸起部與凹陷部，所述凸起部的形貌對應(yīng)疏水區(qū)域，所述凹陷部的形貌對應(yīng)親水區(qū)域；(2)將所述PDMS印章與襯底用等離子體處理，使得PDMS印章與襯底表面產(chǎn)生自由基；其中，所述襯底為表面光滑且?guī)в杏H水基團(tuán)的襯底；所述親水基團(tuán)為烷氧基、羥基、羧酸基、磺酸基、磷酸基、氨基或季銨基；所述襯底優(yōu)選為玻璃、表面帶有二氧化硅氧化層的硅片以及石英片；所述基片應(yīng)用于微流體時，襯底多選用玻璃，應(yīng)用于半導(dǎo)體器件時，則多選用帶有二氧化硅氧化層的硅片；等離子體處理所用的氣體為惰性氣體，空氣，含氧元素的氣體(如O2、O3、CO和CO2)，或者含氮元素的氣體(如N2、HN3、NO2和NO)等提高襯底與PDMS表面自由能的等離子氣體，優(yōu)選為O2或者O3；(3)將所述PDMS印章的凸起部與所述基片表面鍵合后剝離，使得該基片表面與所述凸起部鍵合的區(qū)域殘留一層厚度小于1μm的PDMS薄膜，從而轉(zhuǎn)換為疏水區(qū)域，所述基片表面未與所述凸起部鍵合的區(qū)域即為親水區(qū)域。其中，步驟(3)中鍵合的時間與等離子體處理的電壓、時間、氣體的組分，以及氧等離子體設(shè)備的老化程度都有關(guān)，可能為1s～2h之間不等。其中，等離子體處理中所用的電壓、處理時間、氣體流量、氣體中含氧等離子的比例，與鍵合的時間負(fù)相關(guān)，而等離子體設(shè)備的老化程度與鍵合的時間正相關(guān)。當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好，等離子體處理的電壓為420V，等離子體處理所用的氣體為O2，流量為600mL/min～800mL/min，等離子體處理時間為60s～90s時，鍵合的時間為10s～30s。按照上述方法制備的表面圖案化修飾的基片包括襯底以及圖案化的納米薄層，所述襯底表面帶有親水基團(tuán)，所述納米薄層為厚度小于1μm的PDMS薄膜；所述圖案化的納米薄層與所述襯底鍵合，形成沒有納米薄層的親水區(qū)域和具有納米薄層的疏水區(qū)域，所述親水區(qū)域用于吸附微流體，所述微流體為水、溶液、懸濁液或者凝膠，所述微流體在所述基片表面投影的形狀與對應(yīng)的親水區(qū)域的形狀相同；其中，所述微流體為微液滴、微液流或者微液滴與微液流的組合。其中，溶液優(yōu)選為藥物溶液、熒光素溶液以及凝膠因子溶液等常用于微流體芯片中的溶液，懸濁液優(yōu)選為細(xì)胞懸濁液、細(xì)菌懸濁液或者納米顆粒懸濁液。其中，當(dāng)親水區(qū)域為圓形或者規(guī)則多邊形時，微流體為微液滴，當(dāng)親水區(qū)域為線形時，微流體為微液流。若微流體由多個微液滴組成，則吸附于所有獨(dú)立親水區(qū)域的多個微液滴組成了微液滴陣列。所述微流體的體積與對應(yīng)的親水區(qū)域的面積的相關(guān)性還需要考慮其它因素，如液滴的成分、親水區(qū)域的面積等。例如，當(dāng)微流體的成分均勻，親水區(qū)域的形狀為圓形、規(guī)則多邊形、線形、且尺寸較小時(直徑或者寬度5mm以下)，其相關(guān)性最好。當(dāng)微流體包含表面活性劑時，微流體的表面張力變小，從而微流體的體積與對應(yīng)的親水區(qū)域的面積的相關(guān)性變小，而當(dāng)液滴中包含凝膠因子時，液滴的內(nèi)聚力變大，從而能使在親水區(qū)域的面積較大時，微流體的體積還能與對應(yīng)的親水區(qū)域的面積具有較好的相關(guān)性。本發(fā)明還提供了一種包括該基片的微陣列芯片，其中，所述基片包括多個親水區(qū)域，所述親水區(qū)域表面吸附有第一微液滴，微液滴可利用滴管或者移液器添加于基片上，也可以利用親水區(qū)域的吸附力從包含液滴的容器中取得。優(yōu)選地，如果第一微液滴含有凝膠因子，將其固化則可得到微凝膠，則該微凝膠與基片構(gòu)成了微陣列芯片。其中，凝膠因子的種類不同，固化的方法也不同。例如當(dāng)凝膠因子為低溫瓊脂糖時，可以在瓊脂糖的熔點之上的溫度對液滴進(jìn)行操作，待冷卻后即自行固化；當(dāng)凝膠因子為PEGDA(聚乙二醇雙丙烯酸酯)時，紫外光照射即可進(jìn)行固化；凝膠因子為海藻酸鹽時，可通過添加CaCl2溶液進(jìn)行固化。凝膠的機(jī)械強(qiáng)度和孔隙大小則與凝膠因子分子的大小和凝膠因子的濃度有關(guān)。通過對凝膠因子的分子大小和濃度進(jìn)行選擇，可以制備不同機(jī)械強(qiáng)度的微凝膠，從而使得凝膠有不同的透過率。例如當(dāng)研究對象為細(xì)菌或細(xì)胞的遷移時，需要孔隙較大的微凝膠，而在固定細(xì)胞前提下，進(jìn)行小分子藥物的研究時，則需要孔隙較小的微凝膠。微液滴與微凝膠有著各自的優(yōu)點，微液滴處于開放式的環(huán)境，方便隨時對樣品進(jìn)行操作；而微凝膠由于形成了一個相對封閉的內(nèi)環(huán)境，更適于進(jìn)行某一特定環(huán)境對細(xì)胞作用的研究，在實際研究中，可以根據(jù)需求進(jìn)行選擇。優(yōu)選地，所述微陣列芯片包括第一微凝膠和第二凝膠，所述第一微凝膠為所述親水區(qū)域吸附第一微液滴固化后形成，所述第二凝膠為利用甲基丙烯酸甲酯硅油或等離子體使得所述疏水區(qū)域親水化以后，吸附第二液滴并使其固化后形成，所述第一微液滴和第二液滴包含凝膠因子；當(dāng)所述第二液滴添加的量相對較少時，第二凝膠填充于基片表面第一微凝膠周圍的其它區(qū)域，第一微凝膠的上表面高于第二凝膠的上表面；當(dāng)所述第二液滴添加的量相對較多時，第二凝膠同時將覆蓋于第一微凝膠之上，其上表面的高度超越第一凝膠且與基片表面平行。優(yōu)選地，所述微陣列芯片的親水區(qū)域表面吸附有N層的凝膠顆粒，所述N層的凝膠顆粒分別由第一微凝膠、第二微凝膠至第N微凝膠組成，第1微凝膠吸附于親水區(qū)域表面，第i微凝膠吸附于第i-1微凝膠上表面，且第i微凝膠與第i-1微凝膠包含的組分不同，其中，N為大于等于2的整數(shù)，i為2到N的任意整數(shù)；該微陣列芯片的制備方法具體如下：先將第一微液滴固化成為第一微凝膠，然后，向多個第一微凝膠的上表面添加第二液滴，使第二液滴吸附于多個第一微凝膠的上表面形成多個第二微液滴，然后將多個第二微液滴固化形成多個第二微凝膠；重復(fù)上述過程直至向多個第N-1微凝膠的上表面添加第N液滴，并形成多個第N微凝膠，第一微凝膠至第N微凝膠從下至上組成了N層的微凝膠顆粒，所述基片以及多個N層的微凝膠顆粒構(gòu)成了所述微陣列芯片；其中，N為大于等于2的整數(shù)，且第二液滴至第N液滴含有凝膠因子。當(dāng)?shù)谝晃⒁旱沃恋贜微液滴的成分不同時，所述凝膠顆粒為N層的各向異性微凝膠顆粒。例如，當(dāng)?shù)谝晃⒁旱沃泻兴难趸F納米顆粒時，制備所得的立體微凝膠顆粒則為各向異性的磁性微凝膠顆粒。又或者，第一微液滴和第三微液滴中含有不同成分的藥品，而第二微液滴中含有細(xì)胞，所述立體凝膠顆粒則成為從接觸基片的一面，至遠(yuǎn)離基片的一面含有不同組分的凝膠顆粒。按照上述方案制備所得的凝膠顆粒具有以下特點，所述凝膠顆粒為N層的微凝膠顆粒，從下至上由第一微凝膠至第N微凝膠組成，且第i微凝膠與第i-1微凝膠包含的組分不同，其中，N為大于等于2的整數(shù)，i為2到N的任意整數(shù)。實施例1玻璃基片的制備步驟一：軟光刻技術(shù)制作陽模將光刻膠SU-8(1070)甩于洗凈烘干的硅片上(700r18s，2500r60s)，前烘除去SU-8膠中的溶劑(65℃15min,95℃2hour)，使SU-8陽模與硅片更好地貼合，然后進(jìn)行光刻(3.5mJ/cm2)，光刻采用的掩膜板是根據(jù)陽模的形狀來設(shè)置的，其中光刻的時間為60s；然后置于熱平板上進(jìn)行后烘(65℃15min,95℃2hour)，使陽模與硅片更加貼合，之后經(jīng)顯影液顯影后，再進(jìn)行堅膜(135℃)1小時以上，達(dá)到SU-8與硅片的緊密貼合的效果，即可得具微結(jié)構(gòu)的SU-8陽模，測得其高度約20μm。步驟二：PDMS印章的制備制作出陽模后，再用快速成型方法將陽模的微結(jié)構(gòu)復(fù)制到PDMS印章上。即將PDMS單體與交聯(lián)劑按10:1混合，待混合完全后然后將PDMS倒于陽模上，將固化后的PDMS揭起并切邊即可得到厚約1cm的PDMS印章，PDMS印章的凸起部和陽模的形狀相同。步驟三：基片的制備選擇玻璃基片1作為基片，將PDMS印章2和玻璃基片1清洗干凈并用氧等離子體處理后(電壓為420V，流量為800mL/min，處理時間為80s)，將PDMS印章2與玻璃基片1鍵合10秒，然后立即將PDMS印章2剝下，使得玻璃基片與凸起部鍵合的區(qū)域殘留一層納米級的PDMS薄膜。玻璃基片1表面原本是親水性質(zhì)，但此時該區(qū)域由于覆蓋PDMS薄膜變成了疏水區(qū)域3；而鍵合時與PDMS印章2上凹陷部相對的區(qū)域依然保持為親水區(qū)域4。玻璃基片1的親水區(qū)域4的大小和形狀和PDMS印章2上凹陷部的大小和形狀完全相同，如圖1所示。通過設(shè)計陽?；蜿幠?，可以加工與親水區(qū)域具有相應(yīng)形貌的PDMS印章，進(jìn)而得到帶有所需親水區(qū)域形狀的基片。PDMS印章上除了帶有微孔還可以帶有微溝道，或者帶有微孔和微溝道的組合。實施例2以所述的相同步驟重復(fù)實施例1，區(qū)別在于，步驟一中采用AZ-50為光刻膠為AZ50,掩膜板根據(jù)PDMS印章凹陷部來設(shè)置，并利用AZ-50相應(yīng)的制備工藝制備PDMS印章。實施例3以所述的相同步驟重復(fù)實施例1，區(qū)別在于，所述基片為表面有二氧化硅氧化層的硅片。實施例4以所述的相同步驟重復(fù)實施例1，區(qū)別在于，所述PDMS印章上為微溝道(如圖2a所示)，或者微孔和微溝道的組合(如圖2b所示)，將含有4μM(10-6mol/L)Fluorescein的液滴添加于玻璃基片1之上，從顯微鏡下觀察可見，液滴吸附于親水區(qū)域表面而形成微流體，如圖2所示，其中圖2a的標(biāo)尺長度為400μm，圖2b的標(biāo)尺長度為600μm。實施例5以所述的相同步驟重復(fù)實施例4，區(qū)別在于，所述微溝道為長20毫米寬200微米的長條形親水區(qū)域。將緩沖液液滴用吸管添加于玻璃基片上，由于玻璃基片表面的親疏水性的差異，液滴自動附著形成長20毫米寬200微米的微液流。將微電極分別插入長條形微液流的兩端。利用微移液槍將蛋白質(zhì)樣品加樣于液滴區(qū)域的一端。加樣樣品后，立刻在蛋白質(zhì)樣品一端加上0V電壓，另一端加上110V電壓。在樣品中蛋白質(zhì)的等電點大于液滴的pH時，蛋白質(zhì)從加樣端泳向另一端，在電泳過程中，帶電荷不同的蛋白質(zhì)逐漸分開。實施例6藥物濃度梯度微液滴陣列芯片步驟一：以實施例1所述方法分別加工兩片玻璃基片1，分別為第一玻璃基片1和第二玻璃基片1，親水區(qū)域的形狀都為圓形，陣列都為17×17的矩形陣列，上下或左右相鄰兩個親水區(qū)域圓心的距離都為2毫米。其中第一玻璃基片1的親水區(qū)域的直徑都為1毫米；而第二玻璃基片1親水區(qū)域x軸方向的直徑相同，y軸方向的親水區(qū)域直徑隨行數(shù)的增加而增加(第1行直徑為400μm，每行增加50μm，直至最后一行直徑為800μm)。步驟二：將緩沖液液滴5用吸管6滴加于第一玻璃基片1上，由于玻璃基片1上的親疏水性的差異，液滴無法附著于疏水區(qū)域3，親水區(qū)域4則自動吸附液滴，從而形成相應(yīng)大小和形狀的微液滴陣列，成為第一微流體芯片，如圖3所示。用同樣的方法將藥物a溶液液滴7滴加于第二玻璃基片1上，制備獲得第二微流體芯片。步驟三：將兩片微流體芯片面對面放置，通過顯微鏡對準(zhǔn)使得兩塊玻璃基片1中的微液滴陣列對應(yīng)；接著，我們通過將兩塊玻璃基片1上的微液滴彼此接觸，將緩沖液微液滴陣列5和藥物溶液微液滴陣列6互相混合，相對應(yīng)的液滴通過擴(kuò)散作用而濃度趨向一致；由于第二玻璃基片1上的微液滴6含有藥物a，而第一玻璃基片1上的微液滴5不含藥物，這個過程相當(dāng)于第二玻璃基片1上的藥物a微液滴被稀釋，由于藥物a微液滴的大小不同，而緩沖液微液滴的大小相同，所以同一列中的藥物a微液滴被稀釋的倍數(shù)也不同，從而形成了藥物a的濃度梯度；待藥物擴(kuò)散后，將兩組玻璃基片1分離從而分裂微液滴，由于玻璃基片1表面親水區(qū)域的面積不變，分裂后的微液滴保持融合前的體積，從而第一玻璃基片1上形成了體積相同而藥物濃度不同的微液滴陣列8，如圖4所示。實施例7細(xì)胞密度梯度微液滴陣列芯片以所述的相同步驟重復(fù)實施例6，區(qū)別在于，以第三微流體芯片取代第二微流體芯片，以第三玻璃基片1取代第二玻璃基片1，以細(xì)胞a懸液9取代藥物溶液，第三玻璃基片1位于同一列的親水區(qū)域4直徑相同，位于同一行的親水區(qū)域4直徑隨列數(shù)的增加而增加(第1列直徑為400μm，每列增加50μm，直至最后一列800μm)，第三玻璃基片1與吸附于表面的細(xì)胞密度梯度微液滴10構(gòu)成了微陣列芯片，制備過程如圖5所示。制備所得的微液滴陣列具有體積相同而細(xì)胞密度不同的微液滴。實施例8熒光濃度梯度微液滴陣列芯片以所述的相同步驟重復(fù)實施例6，區(qū)別在于，所述緩沖液液滴含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的PEGDA溶液，藥物溶液含有10％的PEGDA以及4μM(10-6mol/L)Fluorescein，微液滴陣列的融合時間為3分鐘，分裂后用500mW紫外線高于液滴50mm照射20秒固化成微凝膠，并進(jìn)行熒光定量對Fluorescein的濃度進(jìn)行檢測，其化學(xué)濃度梯度結(jié)果如圖6所示。其中橫坐標(biāo)表示微凝膠的行序，縱坐標(biāo)表示微凝膠中Fluorescein的濃度，可以看到，每一行的微凝膠中的熒光素的濃度依次增加，形成了較好的化學(xué)濃度梯度。實施例9以所述的相同步驟重復(fù)實施例8，區(qū)別在于，以濃度為1.5×106/ml的鈣黃綠素染色的細(xì)胞取代熒光素，并用熒光成像的方法進(jìn)行細(xì)胞計數(shù)，結(jié)果見圖7。其中橫坐標(biāo)表示微凝膠的列序，縱坐標(biāo)表示微凝膠中細(xì)胞的密度，可以看到，每一列的微凝膠中的細(xì)胞的密度依次增加，形成了較好的細(xì)胞密度梯度。實施例10以所述的相同步驟重復(fù)實施例9，區(qū)別在于細(xì)胞懸液中不含有PEGDA。形成微液滴陣列為從吸附玻璃基片的一端至遠(yuǎn)離玻璃基片的一端，機(jī)械強(qiáng)度逐漸變大的微凝膠形成的微陣列，該機(jī)械強(qiáng)度梯度微凝膠的性質(zhì)可用于誘導(dǎo)干細(xì)胞分化。實施例11以所述的相同步驟重復(fù)實施例9，區(qū)別在于緩沖液液滴中不含有PEGDA，所形成凝膠液滴陣列為在z軸方向從下至上，機(jī)械強(qiáng)度逐漸變大的微凝膠形成的微陣列。實施例12濃度梯度正交微液滴陣列芯片步驟一：以實施例6所述方法在第一玻璃基片1上制備獲得藥物濃度梯度微陣列芯片。步驟二：以所述的相同步驟重復(fù)實施例6，區(qū)別在于，以步驟一制得的藥物濃度梯度微陣列芯片取代第一微流體芯片，以實施例7中的第三微流體芯片取代第二微流體芯片，結(jié)果如圖8所示，在第一玻璃基片1上形成了細(xì)胞密度和化學(xué)濃度正交梯度環(huán)境微液滴陣列11，位于同一行的微液滴中所含的藥物a濃度隨列序依次增加，而所含的細(xì)胞a密度相同；位于同一列的微液滴中所含的藥物a濃度相同，所含的細(xì)胞a密度隨行序依次增加。此微陣列芯片可用于藥物濃度對細(xì)胞作用的研究，如用于研究細(xì)胞的群體耐受性和群體凋亡。實施例13以所述的相同步驟重復(fù)實施例12，區(qū)別以于，以藥物b溶液取代第三玻璃基片表面的細(xì)胞懸液，第一玻璃基片上形成的微液滴陣列為ab兩種藥物濃度梯度的正交陣列。實施例14以所述的相同步驟重復(fù)實施例12，區(qū)別在于，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的PEGDA取代藥物a，步驟二之后用500mW紫外線高于液滴50mm照射20秒固化成凝膠液滴，同一行的微液滴機(jī)械強(qiáng)度隨著列序逐漸增加。該微陣列芯片可以應(yīng)用于生物力學(xué)研究和干細(xì)胞分化研究，如充間質(zhì)干細(xì)胞(MSC)在不同強(qiáng)度的凝膠中分化成不同的細(xì)胞，在較高的強(qiáng)度環(huán)境下分化成骨細(xì)胞，隨著凝膠的機(jī)械強(qiáng)度下降，還可以分化成軟骨細(xì)胞，肌腱細(xì)胞，韌帶細(xì)胞，肌腱細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞等等。實施例15以所述的相同步驟重復(fù)實施例12，并在步驟二之后，將第一玻璃基片和第四玻璃基片相對放置，使對應(yīng)的微液滴融合；分離第一玻璃基片和第四玻璃基片，使融合的微液滴分裂，分離后的第一玻璃基片與吸附于表面的微液滴構(gòu)成了所述微陣列芯片；所述第四玻璃基片表面吸附有與第一玻璃基片數(shù)量和排列相同的微液滴陣列，而該微液滴陣列為濃度均一的細(xì)胞懸液。則在形成的微陣列芯片上，微液滴陣列為含有濃度均一的細(xì)胞，且兩種藥物濃度梯度為正交排列的微陣列。該微陣列芯片可用于研究藥物對細(xì)胞的協(xié)同作用。例如當(dāng)藥物a為化療藥物，藥物b為多藥耐藥反轉(zhuǎn)藥物，所述細(xì)胞懸液為腫瘤細(xì)胞懸液時，所述微陣列芯片用于研究化療藥物和多藥耐藥反轉(zhuǎn)藥物協(xié)同治療腫瘤。實施例16雙組分微凝膠陣列芯片步驟一：以所述的相同步驟重復(fù)實施例6，區(qū)別在于，第一玻璃基片1親水區(qū)域陣列為17×17，上下或左右相鄰兩個中心的距離都為1200μm，親水區(qū)域直徑為400μm；而第二玻璃基片1的親水區(qū)域陣列為34×17，每個親水區(qū)域直徑為150μm，一行的每兩個親水區(qū)域成對放置，成為一個親水區(qū)域組，其對稱點距上下或左右的對稱點距離為1200μm，相對的親水區(qū)域中心間距350μm。步驟二：將緩沖液液滴滴加于第一玻璃基片1上，形成大小和形狀相同的緩沖液液滴；用移液器或者毛細(xì)管劃過第二玻璃基片1上的奇數(shù)行的親水區(qū)域以滴加細(xì)胞a懸液9，再在偶數(shù)行用同樣的方法滴加細(xì)胞b懸液12，便形成交錯排列的細(xì)胞懸液陣列，每一對吸附于同一親水區(qū)域組的微液滴組成一個液滴島。這三種液滴中都含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的PEGDA。步驟三：將兩組微液滴陣列面對面放置，通過顯微鏡對準(zhǔn)使得第一玻璃基片1的親水區(qū)域中心，與第二玻璃基片1中對稱點一一對應(yīng)；接著，我們通過將兩塊基片上的微液滴彼此接觸使對應(yīng)的微液滴混合而成分趨向一致，5分鐘后分開并立刻用500mW紫外線高于樣品50mm照射20秒使液滴固化，由于第二玻璃基片1上的成對微液滴之間有一定的間隔且細(xì)胞的擴(kuò)散需要一定時間，固化后的微凝膠陣列中的異種細(xì)胞并未完全混合，而是每個微凝膠含有兩個相對獨(dú)立的細(xì)胞體系，如圖9所示的雙組分微凝膠陣列芯片13。該芯片能用于可控的空間排列兩種細(xì)胞，不同種類的細(xì)胞空間位置可控的排列可以誘導(dǎo)產(chǎn)生一些特殊的細(xì)胞行為學(xué)上的變化，比如遷移和分化，用于構(gòu)建高通量的藥物篩選模型，如兩種細(xì)胞懸液中的細(xì)胞分別為內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)，和誘導(dǎo)充間質(zhì)干細(xì)胞(MSC)，所述微陣列芯片用于研究ECs對MSC的誘導(dǎo)遷移及分化。實施例17以所述的相同步驟重復(fù)實施例16，區(qū)別在于，三種液滴中都不含有PEGDA，而第二玻璃基片的親水區(qū)域陣列為34×17，奇數(shù)行的親水區(qū)域每行的直徑相同，每一列，親水區(qū)域直徑隨行數(shù)的增加而增加(第1行直徑為50μm，每行增加10μm，直至最后一行直徑為210μm)，用于吸附藥物溶液；偶數(shù)行的親水區(qū)域每列的直徑相同，每一行，親水區(qū)域直徑隨列數(shù)的增加而增加(第1列直徑為50μm，每列增加10μm，直至最后一列直徑為210μm)，用于吸附細(xì)胞懸液，所形成的微陣列芯片功能與實施12類似，為細(xì)胞密度梯度和藥物濃度梯度正交微陣列芯片。實施例18以所述的相同步驟重復(fù)實施例17，區(qū)別在于，第一玻璃基片親水區(qū)域直徑為800μm；而第二玻璃基片1的親水區(qū)域陣列為51×17，同一行上的每三個親水區(qū)域為一組，分別作為左、中、右親水區(qū)域，同一組上的左、中、右親水區(qū)域的中心間隔250μm，每個親水區(qū)域的中心對稱點與相鄰親水區(qū)域的中心對稱點間距為1200μm；其中左親水區(qū)域x軸方向的直徑相同，y軸方向的直徑隨行數(shù)的增加而增加(第1行直徑為50μm，每行增加10μm，直至最后一行直徑為210μm)，用于吸附藥物a溶液；右親水區(qū)域y軸方向的直徑相同，x軸方向的直徑隨列數(shù)的增加而增加(第1列直徑為50μm，每列增加10μm，直至最后一列直徑為210μm)，用于吸附藥物b溶液，中親水區(qū)域則直徑都為50μm。所形成的微陣列芯片與實施15類似，微液滴陣列為含有濃度均一的細(xì)胞，且兩種藥物濃度梯度的正交排列的微陣列。實施例19以所述的相同步驟重復(fù)實施例16，區(qū)別在于，而第二玻璃基片上的親水區(qū)域組包括兩個到四個不規(guī)則排列的第二親水區(qū)域，當(dāng)?shù)谝徊ＡЩ偷诙ＡЩ鄬Ψ胖脮r，一個親水區(qū)域組中的所有第二親水區(qū)域在第一玻璃基片上的投影都和一個第一基片表面的第一親水區(qū)域有重合區(qū)域，使得相對應(yīng)的第二液滴島中所有的第二微液滴都與一個第一微液滴融合，而該第一親水區(qū)域和其它不相對應(yīng)的第二親水區(qū)域沒有重合部分，從而使得該第一微液滴不會與其它第二微液滴融合。實施例20互補(bǔ)的多組分化學(xué)微環(huán)境芯片步驟一：以實施例1所述方法加工一片玻璃基片1，親水區(qū)域陣列為41×41，每一個單獨(dú)的親水性微區(qū)域陣列大小為直徑800μm，相鄰兩個親水區(qū)域中心的距離為1200μm。步驟二：將溫度為35℃，F(xiàn)luorescein濃度為500nM的2％低溫瓊脂糖溶液的液滴14滴加于玻璃基片1上，由于玻璃基片1上的親疏水性的差異，疏水性區(qū)域液滴無法附著，親水性區(qū)域則自動附著形成相應(yīng)大小和形狀的液滴，固化后則形成凝膠陣列。步驟三：待瓊脂糖凝膠冷卻到20℃以下固化后，我們將甲基丙烯酸甲酯硅油(methacrylatesilane)滴加在玻璃基片1表面，幾分鐘后洗掉甲基丙烯酸甲酯硅油，原來的疏水區(qū)域則轉(zhuǎn)為親水性；此時再將質(zhì)量體積比為10％的PEGDA(聚乙二醇雙丙烯酸酯,分子量1000)、光引發(fā)劑2-hydroxy-1-(4-(hydroxyethoxy)phenyl)-2-methyl-1-propanone(Irgacure2959,CibaGeigy,0.05％w/v)以及500nM羅丹明15滴加于玻璃基片1上，待附著均勻后用500mW紫外線高于樣品50mm照射20秒固化，如圖10所示。用熒光成像對微陣列中同一行相鄰的八個液滴在液滴中心的連線的延長線進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖11所示，可以看到，兩種成分通過擴(kuò)散形成了互補(bǔ)的作用效果。該微陣列芯片可用于研究凝膠微環(huán)境之間的相互作用，例如，每一個微凝膠中的信號分子如何擴(kuò)散，以至調(diào)控相鄰的微環(huán)境，或者每一個微凝膠中的藥物緩釋，從而影響周圍的細(xì)胞。實施例21立體微凝膠陣列芯片步驟一：以實施例4所述方法加工一片玻璃基片1，親水區(qū)域陣列為41×41，每一個單獨(dú)的親水區(qū)域直徑為400μm，相鄰兩個親水區(qū)域中心的距離為800μm。步驟二：將含有10％的PEGDA的細(xì)胞a懸液加于第一玻璃基片1上，由于玻璃基片1上的親疏水性的差異，疏水性區(qū)域液滴無法附著，親水性區(qū)域則自動附著形成相應(yīng)大小和形狀的微液滴,然后500mW紫外線高于液滴50mm照射20秒使液滴固化成凝膠微液滴。步驟三：將含有10％的PEGDA的細(xì)胞b懸液滴加于玻璃基片1之上，由于凝膠顆粒為親水性，其它區(qū)域依然保持疏水性，第二層凝膠將形成于第一層凝膠之上，再用同樣的方法進(jìn)行固化后便形成具有兩層不同細(xì)胞分子的立體凝膠微液滴陣列16，如圖12所示。用熒光成像的方法對凝膠微液滴陣列的側(cè)面進(jìn)行檢測，結(jié)果如圖13所示，圖中的矩形邊框?qū)挾葹?00μm，由于細(xì)胞a和細(xì)胞b分別用DiI(1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanineperchlorate)和DiO(1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindodicarbocyanine,4-chlorobenzenesul-fonatesalt)進(jìn)行了染色，可以看到上下兩層有分布均勻的熒光，證明該方法可以制備獲得z軸方向分布均勻的凝膠微液滴。實施例22以所述的相同步驟重復(fù)實施例21，區(qū)別在于，每一個單獨(dú)的親水性微區(qū)域陣列大小為直徑10μm，以四氧化三鐵納米顆粒的凝膠懸濁液取代細(xì)胞a懸液，以凝膠溶液取代細(xì)胞b懸液。將立體凝膠微陣列從玻璃基片上取下，獲得直徑為10μm的盤狀凝膠顆粒，且盤狀的底端具有磁性納米顆粒。實施例23以所述的相同步驟重復(fù)實施例21，區(qū)別在于，以藥物b溶液替代細(xì)胞b懸液，在步驟三之后，再進(jìn)行步驟四：將含有10％的PEGDA的細(xì)胞b懸液滴加于玻璃基片1之上，第三層凝膠將形成于第二層凝膠之上，再用同樣的方法進(jìn)行固化后便形成具有三層立體凝膠液滴陣列，從底層至頂層的成分分別含有細(xì)胞a、藥物b和細(xì)胞b，該微陣列芯片可同時觀察藥品對兩種細(xì)胞的作用效果。實施例24以所述的相同步驟重復(fù)實施例21，區(qū)別在于，在步驟三之后，再進(jìn)行步驟四：將含有10％的PEGDA的細(xì)胞c懸液滴加于玻璃基片1之上，第三層凝膠將形成于第二層凝膠之上，再用同樣的方法進(jìn)行固化后便形成具有三層立體凝膠液滴陣列，從底層至頂層的成分分別含有細(xì)胞a、b和c。該微陣列芯片可用于組織工程或者藥物模型，如在z軸方向分別排列組成不同種類的皮膚細(xì)胞，包括上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞以及肥大細(xì)胞，或者血管細(xì)胞，包括血管上皮細(xì)胞、纖維細(xì)胞和肌肉細(xì)胞。實施例25以所述的相同步驟重復(fù)實施例24，區(qū)別在于，在步驟四之后，再將藥物a溶液添加于第三層凝膠之上，形成的立體液滴陣列，從底層至頂層的成分分別含有細(xì)胞a、藥物b、細(xì)胞b和藥物a，該微陣列芯片可同時觀察藥品對兩種細(xì)胞的作用效果，以及兩種藥物對細(xì)胞b的作用效果。從以上實施例可以證實，我們可以對每一個微凝膠微環(huán)境在空間上的組成進(jìn)行精確控制，不僅可以XY軸方向上定義不同的組分，還能在Z軸方向定義不同的組分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。