微流控芯片表面親水改性處理及親水表面梯度制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到微流控芯片表面親水改性處理及親水表面梯度制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控芯片又稱為微全分析系統(tǒng)，是一類以微通道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征的微型反應(yīng)或分析系統(tǒng)。由于具有分析速度快、試劑消耗少、使用成本低、易集成和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，微流控芯片已成為當(dāng)前十分活躍的科學(xué)前沿，并在化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研宄中得到廣泛的應(yīng)用。用于制作微流控芯片的材料主要有玻璃、石英與高分子聚合物等，其中高分子聚合物材料由于具有價(jià)格便宜、制作簡單，不需要昂貴的儀器和超凈室環(huán)境以及繁瑣的制備過程等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]微流控芯片的表面親疏水性在微流體輸運(yùn)、操控等應(yīng)用中具有重要的作用。高分子材料表面為疏水性表面，通過對(duì)其表面親水改性，可拓寬它在某些領(lǐng)域的使用范圍。如在進(jìn)行微混合反應(yīng)時(shí)，疏水特性會(huì)限制兩相流、多相流或微液滴等的混合效果；也可以在微流道內(nèi)制作的親疏水梯度，實(shí)現(xiàn)液滴的智能驅(qū)動(dòng)與控制。因此，改善微流控芯片的表面特性，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0004]目前常用的親水改性處理一般采用浸泡法或涂覆法，浸泡法是將所需親水處理的物品侵泡在親水溶液中，使物品表面吸附親水涂層，常用的親水溶液如十二烷基硫酸鈉水溶液或羥乙基纖維素水溶液等；涂覆法是將所需改性面涂覆親水溶液，常用的親水溶液有非離子型表面活性劑，如聚山梨酯-20、失水山梨醇單月桂酸酯-20、聚氧乙烯月桂醇醚45、乳化劑OP、乳百靈A、西士馬哥-1000、普流羅尼、單油酸甘油酯及單硬脂酸甘油酯，也可以是離子表面活性劑，如軟皂、硬皂、單硬脂酸鋁、硬脂酸鈣、油酸三乙醇胺、月桂醇硫酸鈉、鯨硬醇硫酸鈉、硫酸化蓖麻油、丁二酸二辛酯磺酸鈉。但是，浸泡法法只能對(duì)物品或零件表面整體處理，不能對(duì)局部區(qū)域處理；涂覆法對(duì)微米量級(jí)的微流道操作困難、涂覆不均勻，邊界模糊，改性效果差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種微流控芯片表面親水改性處理及親水表面梯度制作方法，采用UV光對(duì)微流道局部區(qū)域進(jìn)行改性處理或制作親水梯度，所制作的親水薄膜具有膜體均勻、親水特性好、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種微流控芯片表面親水改性處理方法，包括以下步驟:
[0008](I)配置親水溶液:采用無水乙醇配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的二苯甲酮溶液作為光敏引發(fā)劑，然后將二苯甲酮溶液與丙烯酸混合得到親水溶液；
[0009](2)根據(jù)微流控芯片管道所需親水處理區(qū)域位置制作掩膜板，使掩膜板上的掩膜板透光孔對(duì)準(zhǔn)需親水處理區(qū)域；
[0010](3)將親水溶液通過微流控芯片上的入口接頭注入微流控芯片管道；
[0011](4)將掩膜板覆蓋在微流控芯片上表面；
[0012](5)將所述微流控芯片放入U(xiǎn)V紫外光固化機(jī)照射；
[0013](6)將所述微流控芯片從紫外光固化機(jī)拿出冷卻；
[0014](7)將微流控芯片管道內(nèi)反應(yīng)后的的親水溶液通過微流控芯片上的出口接頭負(fù)壓吸出，然后用蒸餾水清洗，浸泡23— 25h，洗去均聚物，真空干燥即可。
[0015]進(jìn)一步的，所述的微流控芯片底板和蓋板材料為聚甲基丙烯酸甲酯。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟(2)掩膜板采用CO2激光刻蝕得到，掩膜板材料為黑色UPE。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟(5)將微流控芯片放入U(xiǎn)V紫外光固化機(jī)照射2 —10分鐘。
[0018]本發(fā)明還公開了一種微流控芯片親水表面梯度制作方法，包括以下步驟:
[0019](I)配置親水溶液:采用無水乙醇配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的二苯甲酮溶液作為光敏引發(fā)劑，然后將二苯甲酮溶液與丙烯酸混合得到親水溶液；
[0020](2)根據(jù)所述微流控芯片所需親水表面梯度制作不少于一塊掩膜板，使掩膜板上的掩膜板透光孔對(duì)準(zhǔn)需親水處理區(qū)域；
[0021](3)將親水溶液注入微流控芯片管道；
[0022](4)依據(jù)所做親水梯度的類型，將掩膜板覆蓋在微流控芯片上；
[0023](5)將微流控芯片分別放入U(xiǎn)V紫外光固化機(jī)中對(duì)掩膜板進(jìn)行照射，照射2 —10分鐘；
[0024](6)移去掩膜板，覆蓋另一塊掩膜板，將微流控芯片分別放入U(xiǎn)V紫外光固化機(jī)中對(duì)掩膜板進(jìn)行照射；依此類推，直至掩膜板全部光固化完；
[0025](7)將微流控芯片從UV紫外光固化機(jī)拿出冷卻；
[0026](8)將微流控芯片管道內(nèi)反應(yīng)后的親水溶液負(fù)壓吸出，然后用蒸餾水清洗，浸泡23— 25h，洗去均聚物，真空干燥即可。
[0027]進(jìn)一步的，所述的微流控芯片底板和蓋板材料為聚甲基丙烯酸甲酯。
[0028]進(jìn)一步的，所述步驟(2)掩膜板采用CO2激光刻蝕得到，掩膜板材料為黑色UPE。
[0029]進(jìn)一步的，所述步驟(5)將微流控芯片放入U(xiǎn)V紫外光固化機(jī)照射，依據(jù)表面親水梯度的具體分布，掩膜板照射的時(shí)間在2— 10分鐘內(nèi)選擇。
[0030]本發(fā)明的有益效果:
[0031]本發(fā)明提出采用UV光對(duì)微流道局部區(qū)域進(jìn)行改性處理或制作親水梯度，所制作的親水薄膜具有膜體均勻、親水特性好、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明一種微流控芯片UV光局部表面改性處理示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明UV光局部表面親水改性處理之后微流控芯片封裝圖；
[0034]圖3本發(fā)明親水表面梯度處理前的微流控芯片；
[0035]圖4本發(fā)明親水梯度掩膜板及親水圖案；
[0036]圖5本發(fā)明親水表面梯度處理后的微流控芯片。
[0037]圖中，I一UV紫外固化燈，2—掩膜板，3—掩膜板透光孔，4一微流控芯片蓋板，5—微流控芯片底板，6—親水處理區(qū)域，7—入口或出口接頭，8—微流控芯片管道，a—親水表面梯度處理前的芯片，b-g分別為掩膜板的不同位置，透光孔距芯片中心點(diǎn)的距離分別為yl-y6，z—親水梯度處理區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。
[0039]實(shí)施例一:
[0040]如圖1、圖2所示，一種微流控芯片表面親水改性處理方法，本實(shí)施例微流控芯片的蓋板4和底板5材料為聚甲基丙烯酸甲酯，包括以下步驟:
[0041](I)配置親水溶液:采用無水乙醇配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的二苯甲酮溶液作為光敏引發(fā)劑，然后將二苯甲酮溶液與丙烯酸混合得到親水溶液；
[0042](2)根據(jù)微流控芯片管道8所需親水處理區(qū)域6圖案位置制作掩膜板2，使掩膜板2上的掩膜板透光孔3對(duì)準(zhǔn)需親水處理區(qū)域6，以使紫外光能通過透光孔照射到親水處