高聚物微流控晶片的製備方法
2023-07-31 09:58:46 1
專利名稱：高聚物微流控晶片的製備方法
技術領域：
本發明屬於微流控晶片的生產技術領域，涉及一種適於批量生產的高聚物微流控晶片的低成本簡單製備方法，即由陰母模複製多個剛性有機聚合物材質陽子模，用陽子模批量模塑高聚物微流控晶片的製作方法；該方法適用於多種固化型聚合物和溶劑揮髮型聚合物晶片的產業化生產，尤其適用於環境汙染物檢測、生物化學分析和臨床檢驗等領域中的一次性晶片的批量生產。
背景技術：
微全分析是20世紀90年代初發展起來的新興分析技術領域。微全分析是利用微加工工藝通過在晶片上製作微閥、微通道、微反應器、微傳感器、微檢測器等功能單元構成微型化學系統，將傳統化學中樣品的前處理、混合、反應、分離及檢測等操作全部集成在晶片上來完成，具有快速、高效、樣品試劑用量小等特點。其中，微流控晶片以體積小、分析速度快、靈活方便等優點成為該領域最活躍的發展前沿，已用於多種物質的檢測，特別是在生物化學分析和臨床檢驗中有著巨大的應用潛力。微流控晶片的推廣使用需要適合於大批量生產的低成本製造方法。因此，作為微流控分析晶片基礎的晶片材料和加工技術的研究近年來已受到許多發達國家的重視。
目前，用於製作微流控晶片的材料已從最初的矽片發展到玻璃、石英及多種有機聚合物材料如環氧樹酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚二甲基矽氧烷(PDMS)、聚氯乙烯、酚醛樹脂、聚氨酯、聚幾內醯胺等。加工技術也由傳統的光刻和蝕刻技術發展到熱壓法、模塑法、雷射燒蝕法、LIGA技術和軟光刻等新方法。玻璃和石英由於優良的光學性質、散熱性和電滲性質，一直是微流控晶片最常用的材料。但它們的缺點是製作成本高，微加工過程複雜，質脆易碎，蝕刻時須用強腐蝕性酸，且不能複製，難於進行批量生產。有機聚合物材料由於造價低廉，加工方便，易於進行修飾組裝和實現批量生產等特點成為最具有發展前景的微流控晶片材料。其中，由於聚二甲基矽氧烷(PDMS)具有價格便宜、良好的電絕緣性、理想的光學特性和生物兼容性，可重複使用、適於批量生產和易於多種材料形成可逆密封等特點而被廣泛用作於微流控晶片的基質材料。
目前報導的高聚物微流控晶片加工技術有如下幾種方法
(1)熱壓法熱壓法是一種快速複製高聚物微流控晶片的方法，適於熱塑性聚合物材料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯等微流控晶片的製備。在熱壓機中將聚合物基片加熱到軟化溫度，保溫條件下放上陽模並施加一定的壓力，即可在聚合物基片上壓製出與陽模上的凸通道相對應的凹通道。所用的陽模通常是由光刻和蝕刻方法加工的矽模。(Martynova L.，Locascio L.E.，Gaitan M.，Kramer G.W.，Christensen R.G.，MacCrehan W.A.，Fabrication of Plastic Microfluid Channels by Imprinting Methods，Anal.Chem.，1997，69，4783-4789)(2)模塑法模塑法也是一種快速複製微流控高聚物晶片的加工技術，保真度優於熱壓法。先制出帶凸通道的陽模，然後在陽模上澆注液態的高聚物材料。將固化後的高聚物材料與陽模剝離即得具有凹通道的基片。澆注用的高聚物材料應具有低黏度，低固化溫度，在重力作用下，能夠充滿模具上的微通道和凹槽等處。該方法常用於固化型聚合物晶片和溶劑揮髮型聚合物晶片的製作。
模塑法常用的陽模一般是矽材料、玻璃、環氧基SU-8負光膠和PDMS等。矽陽模和玻璃陽模用光刻和蝕刻的方法製作；通過光刻可在環氧基SU-8負光膠上得到高深寬比(20∶1)和解析度高達幾微米的凸圖形，顯影烘乾後即可用作陽模；用PDMS澆注於矽或玻璃等材料製得的母陰模上，固化後與母模相剝離即得到PDMS陽模。這些模具部有一致命的缺點而不適於大規模的批量生產---短壽命。矽材料模板和玻璃模板易碎，而環氧基SU-8負光膠和PDMS模板上的凸圖形易於剝落。(Ng J.M.K.，Gitlin I.，Stroock A.D.，Whitesides G.M.，Components for IntegratedPoly(dimethylsiloxane)Microfluidic Systems，Electrophoresis，2002，23，3461-3473)(3)LIGA技術LIGA技術是微加工的新方法，包括深層光刻、微電鑄和微複製三個步驟。第一步是採用同步輻射X光深層光刻，將掩模上的圖形轉移到有幾百微米厚的光刻膠上，得到與掩模圖形一樣的光膠模。第二步是利用光刻膠下面的導電金屬膜上通過電鍍法將光膠模上的空隙用金屬鎳填充，形成一個與光膠模結構互為補充的鎳的母模板。再用鎳母模複製出多個鎳子模板。第三步是用鎳了模板作陽模，用注塑法複製出多個高聚物晶片。該方法多用於PMMA聚合物晶片的製作。(McCormick R.M.，Neison R.J.，Goretty Alonso-Amigo M.，Benvegnu D.J.，Hooper H.H.，MicrochnnelElectrophoretic Separations of DNA in Injection-molded Plastic Substrates.Anal.Chem.，1997，69，2626-2630)(4)雷射切蝕法雷射切蝕法是將紫外雷射通過銅箔掩模聚焦在可光解的高聚物材料如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯二甲酸乙二醇酯上，瞬間將高聚物基片上對應於掩模上的圖形區域燒蝕，形成與掩模圖形一致的凹圖形。由於紫外雷射能量大，對人體傷害大，須在特殊的雷射實驗室中進行，製作條件苛刻，儀器設備比較昂貴。(Roberts M.A.，Rosier J.S.，Bercier P.，Girault H.，UV Laer Machined Polymer Substrates for theDevelopment of Microdiagnostic System，Anal.Chem.，1997，69，2035-2042)在上述幾種高聚物晶片加工方法中，熱壓法和模塑法雖然能夠用製備的陽模快速複製微流控高聚物晶片，但一個模板一次只能複製一個基片，且模板易壞不耐用，所以只能滿足實驗室基礎研究的需要而不適於商業上的批量生產。目前，微流控晶片正在由初期的實驗室內基礎研究向廣泛的應用領域及深度產業化轉型。所以，尋求操作簡單，價格低廉的產業化微流控晶片加工技術成為人們普遍關注的問題。
發明內容
本發明的目的是提出一種適於大批量生產的高聚物微流控晶片的低成本簡單製作方法。第一次將剛性有機聚合物材料用作模板，以壓印法和模塑法這兩種快速複製技術為基礎，利用母模製子模，子模製基片的加工方法，實現多種固化型聚合物和溶劑揮髮型高聚物微流控晶片的批量製作。
本發明的技術方案1、本發明提供的高聚物微流控晶片的製作方法，包括光刻蝕刻制陰母模、壓印複製多個剛性有機聚合物材料陽子模和模塑複製高聚物微流控晶片三個步驟；所述的光刻蝕刻制陰母模的第一步驟為用溼法刻蝕或幹法刻蝕在玻璃、石英和矽材質的基片上製作帶有凹微通道網絡的陰母模；所述的壓印複製剛性有機聚合物材質的陽子模第二步驟為使用第一步驟製得的帶有凹微通道網絡的陰母模採用熱壓或冷壓法複製出多個剛性有機聚合物材質的帶有凸微通道網絡的陽子模；所述的模塑法複製高聚物微流控晶片的第三步驟為使用第二步驟製得的剛性有機聚合物陽子模作模板採用模塑法複製出具有與所述陰母模相同凹微通道網絡的高聚物微流控晶片基片，再在該高聚物微流控晶片基片的帶凹微通道網絡的表面上密封複合一平板蓋片，即製得本發明的高聚物微流控晶片；所述的第一步驟製得的帶有凹微通道網絡的陰母模為為製作在玻璃、石英、矽或金屬基片上的帶有凹微通道網絡的陰母模；所述的第二步驟製得的帶有凸微通道網絡的剛性有機聚合物材質的陽子模為製作在PMMA、聚苯乙烯、環氧樹脂、聚碳酸酯、或他們之間的任意一種共聚物材質的基片上的具有高軟化溫度的帶有凸微通道網絡的剛性有機聚合物材質的陽子模；所述的第三步驟製得的高聚物微流控晶片基片為具有低固化溫度且不與所述陽子模發生反應的帶有凹微通道網絡的高聚物微流控晶片基片，該高聚物微流控晶片上的凹微通道網絡與所述陰母模上的凹微通道網絡相同；本發明提供的高聚物微流控晶片的製作方法，還可包括放在所述第三步的第四步驟該第四步驟為對得到的高聚物微流控晶片進行表面修飾或微通道填充。
本發明只需進行一次第一步驟所述的陰母模的複雜製作，便可批量生產出高聚物微流控晶片。其中，帶有凸微通道網絡的剛性有機聚合物陽子模材質為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯或它們任兩者之間的任一種共聚物；所述高聚物微流控晶片基片材料應不與帶有凸微通道網絡的剛性有機聚合物陽子模的材質發生化學反應，可以是多種固化型聚合物或溶劑揮髮型聚合物，如聚二甲基矽氧烷(PDMS)矽橡膠或橡膠等。
本發明提供的高聚物微流控晶片的製備方法，如下所述1、掩模的製作用Adobe Illustrator 8.0軟體設計微流控晶片圖形，通過高解析度的雷射印表機製得光刻掩模。微通道網絡圖形區為透明透光區，非圖形區為黑色不透光區。
2、陰母模的製作A、溼法刻蝕陰母模以依次塗有鉻膜保護層和光膠層的玻璃、石英或矽材料為基片，將掩膜覆蓋在該基片上，在紫外光照射下曝光，然後在顯影液中顯影，掩膜上的微流控圖形就被複製到光膠層上。室溫下用鉻膜刻蝕液(硫酸鈰∶高氯酸∶水＝50克∶15毫升∶300毫升)腐蝕裸露的鉻膜，高純水衝洗乾淨後，烘乾。光膠層上的微流控圖形被轉移到基片上。以氫氟酸溶液為刻蝕劑溼法刻蝕微通道圖形，通過控制刻蝕時間來控制微通道的刻蝕深度，此過程歷時幾分鐘到幾小時不等，得到橫截面為梯形的凹微通道。最後依次用丙酮和鉻膜刻蝕液除去基片上殘存的光膠層和鉻膜，用高純水衝洗乾淨即得乾淨透明的陰母模。
或者B、幹法刻蝕陰母模在玻璃、石英或矽材質的基片上塗上一層正光膠，低溫烘乾後，將掩膜覆蓋在基片上，在紫外線照射下曝光，然後在顯影液中顯影，掩膜上的微流道圖形被複製到光膠層上。用活性CHF3等離子體刻蝕基片，基片上無膠圖形區會產生一定深度的凹通道或微結構。最後用丙酮除去基片上殘存的光膠，用高純水衝洗乾淨即得乾淨透明的陰母模。
3、剛性有機聚合物陽子模的製作(如圖1和圖2所示)A、熱壓法製作剛性有機聚合物陽子模將市售剛性有機聚合物片2，按玻璃陰母模11的尺寸裁剪成多個小片，依次用乙醇、去離子水洗乾淨，氮氣吹乾。將該有機聚合物片2與陰母模11以「三明治」夾心法夾在兩個表面拋光的厚鋁板3之間，整體放在熱壓裝置中，加熱。當溫度高於有機聚合物的軟化溫度時，加壓並持續一段時間後，加壓條件下冷卻至室溫，脫模即可得到帶有凸形微通道網絡的剛性有機聚合物陽子模22。
或者B、冷壓法製作PMMA陽子模將市售剛性有機聚合物片2按玻璃陰母模11尺寸裁剪，依次用乙醇、去離子水洗乾淨，氮氣吹乾。將該有機聚合物片2和陰母模11以「三明治」夾心法夾在兩個表面拋光的厚鋁板3之間，整體放在加壓裝置中，室溫下加壓450到2700psi，去除壓力後脫模即可得到帶有凸形微通道網絡的剛性有機聚合物陽子模22。
4、高聚物微流控晶片基片的製作(如圖3所示)模塑法製作高聚物晶片基片向新蒸餾的高聚物單體、初步聚合或縮聚的預聚體中，加入適當量的引發劑，真空脫氣後澆鑄於剛性有機聚合物陽子模22上，高溫聚合後，冷卻至室溫，剝離模板，得帶具有凹通道網絡的高聚物微流控晶片基片4(如圖4所示)。
5、高聚物微流控晶片的製作方法(如圖5所示)A單材質高聚物微流控晶片的製作將與製作高聚物晶片基片4相同的預聚物真空脫氣後澆鑄於平板玻璃上，高溫聚合後，冷卻至室溫，剝離玻璃板，得高聚物蓋片41。在帶有微通道網絡結構的高聚物晶片基片4的儲液池位置處機械打孔，將高聚物晶片基片4和高聚物蓋片41表面處理後，密封即得本發明的單材質高聚物微流控晶片(圖5中由高聚物晶片基片4和高聚物蓋片41構成的組合體)。根據材料的不同，可選用不同的處理方法和密封條件。
B高聚物雜化高聚物微流控晶片的製作蓋片41為市售、熱壓印或模塑法等方法製備的不同於帶有微通道網絡的基片材料的各種玻璃、石英或有機聚合物片。在帶有微通道網絡結構的高聚物基片的儲液池置處機械打孔。將高聚物晶片基片4和高聚物蓋片41表面處理後，進行密封即得本發明的雜化高聚物微流控晶片(圖5中由高聚物晶片基片4和高聚物蓋片41構成的組合體)。根據所選材料的不同，可採用不同的處理方法和密封條件。
圖1為剛性有機聚合物陽子模製作過程示意圖；圖2為剛性有機聚合物陽子模的結構示意圖；圖3為高聚物微流控晶片基片4的製作示意圖；圖4為單材質或雜化高聚物微流控晶片基片的結構示意圖；圖5為本發明高聚物微流控晶片的結構示意圖；其中有機聚合物片2 陰母模11 厚鋁板3剛性有機聚合物陽子模22高聚物晶片基片4高聚物蓋片具體實施方式
實施例1(1)掩模的製作用Adobe Illustrator 8.0軟體設計微流控晶片圖形，通過高解析度的雷射印表機製得光刻掩模。微通道網絡圖形區為透明透光區，非圖形區為黑色不透光區。
(2)溼法刻蝕玻璃陰母模將帶有微通道網絡的掩膜覆蓋在63mm×63mm×1.5mm的勻膠鉻板(鉻型LRC；鉻厚T145nm膠類正性感光膠；膠厚570nm)上，在紫外光照射下曝光210秒(波長365nm)，顯影液中顯影80秒，去除鉻板上微通道網絡區域的光膠。高純水將鉻板上殘餘的顯影液衝洗乾淨後，烘箱中100℃烘乾半小時；室溫下用鉻膜刻蝕液(硫酸鈰∶高氯酸∶水＝50克∶15毫升∶300毫升)腐蝕微通道網絡處裸露的鉻膜120秒，然後用高純水衝洗乾淨，烘乾。通過數碼顯微鏡攝像，測得鉻板上的微通道寬度尺寸為60μm。用0.5M HF/0.5M NH4F刻蝕劑腐蝕通道網絡處裸露的玻璃，速率約為10μm/h，刻蝕2.5小時後，再依次用丙酮、鉻膜刻蝕液除去基片上殘餘的光膠層和鉻膜，用高純水衝洗乾淨即得帶有凹微通道網絡的玻璃陰母模。通過輪廓儀測得凹微通道尺寸上底寬117μm，下底寬65μm，深度25μm。
(2)熱壓印方法製作PMMA陽子模將市售剛性有機聚合物PMMA片材，裁剪成多個尺寸為63mm×63mm×2.0mm的小片，依次用乙醇、去離子水洗乾淨，氮氣吹乾。將PMMA平板與陰母模「三明治」夾心法夾在兩個表面拋光的厚鋁板間，整體置於熱壓裝置中。當溫度高於PMMA的軟化溫度(106℃)，達到110～115℃時，加1.0～1.2MP壓力30～60s後，通水冷卻至室溫，脫模即可得到帶有凸微通道的PMMA陽子模。連續上述操作100次，通過輪廓儀測得這些PMMA陽子模的平均凸微通道尺寸上底寬66μm，下底寬120μm，高度25.2μm。由此可見，該方法具有較高的保真度，省去了多玻璃模板刻蝕的複雜過程。
(3)聚二甲基矽氧烷(PDMS)晶片的製作A 模塑法製作PDMS基片將PDMS單體(二甲基矽氧烷)與引發劑(Sylard184)以10∶1的重量比例混合，脫氣後澆鑄於50個PMMA陽子模上，在65℃聚合1.5小時，冷卻至室溫，剝離模板，得無色透明PDMS基片。電鏡掃描測得這些PDMS基片上的平均凹微通道尺寸上底寬120.5μm，下底寬66.2μm，深度25.1μm。
B PDMS蓋片的製作將PDMS單體(二甲基矽氧烷)與引發劑(Sylard184)以10∶1的重量比例混合，脫氣後澆鑄於乾淨的玻璃片上，在65℃聚合1.5小時，冷卻至室溫，剝離模板，得無色透明PDMS蓋片。
C 將帶有微通道網絡結構的PDMS基片和平板PDMS蓋片裁剪成相同的尺寸。在基片的儲液池位置處用打孔器打直徑為5mm的圓柱孔，作為晶片儲液池。
D 將帶有微通道網絡結構的PDMS基片和平板PDMS蓋片用無水乙醇清洗後，潔淨櫃中吹乾，於距6W低壓汞燈3cm處光照3小時。取出後，在1分鐘內將兩片合攏，在平整的玻璃片上放置48h，即得到不可逆密封的PDMS微流控晶片。
實施例2(1)幹法刻蝕玻璃陰母模將63mm×63mm×1.5mm的玻璃片用丙酮、高純水依次洗乾淨後，烘乾。用甩膠機在玻璃片上甩正性膠BP-213，90℃下預烘5分鐘。將事先做好的帶有微通道網絡的掩膜覆蓋在已塗膠的玻璃片上，紫外光照射曝光120秒(波長365nm)，顯影液中顯影80秒，去除鉻板上微通道網絡區域的光膠。用高純水將玻璃片上殘餘的顯影液衝洗乾淨後，烘箱中100℃烘半小時。用活性CHF3等離子體刻蝕玻璃片上無膠的微通道網絡區域，玻璃片上就形成了凹形的微通道網絡。通過輪廓儀測得凹微通道尺寸上底寬120μm，下底寬60μm，深度29.5μm。
(2)冷壓法製作PMMA陽子模A 將市售剛性有機聚合物PMMA片材，裁剪成多個尺寸為63mm×63mm×2.0mm的小片，依次用乙醇、去離子水洗乾淨，氮氣吹乾。將PMMA平板與陰母模「三明治」夾心法夾在兩個表面拋光的厚鋁板間，整體放在加壓裝置中，室溫下加壓2500psi，去除壓力後脫模，即可得到帶有凸形微通道網絡的PMMA陽子模。連續上述操作100次，通過輪廓儀測得這些PMMA陽子模的平均凸微通道尺寸上底寬60.3μm，下底寬120.1μm，高度29.5μm。
(3)製作PDMS/玻璃雜化晶片A 模塑法製作PDMS基片將PDMS單體(二甲基矽氧烷)與引發劑(Sylard184)以10∶1的重量比例混合，脫氣後澆鑄於50個PMMA陽子模板上，在65℃聚合1.5小時，冷卻至室溫，剝離模板，得帶有凹形微通道網絡的無色透明PDMS基片。電鏡掃描測得這些PDMS基片上的平均凹微通道尺寸上底寬120.3μm，下底寬60.5μm，深度29.3μm。
B 將平板玻璃片裁剪成70mm×70mm的尺寸，先在重鉻酸鉀溶液中浸泡1小時，然後用去離子水衝洗乾淨後，氮氣吹乾。
C 在帶有微通道網絡結構的PDMS基片的儲液池位置處用打孔器打直徑為5mm的圓柱孔，作為晶片儲液池。先用丙酮超聲清洗5分鐘，再用去離子水衝洗乾淨後，氮氣吹乾。於距6W低壓汞燈3cm處光照3小時，取出後，在1分鐘內將PDMS基片和平板玻璃合攏，置於平整的玻璃片上48h後即得到不可逆密封的PDMS/玻璃雜化晶片。
實施例3溼法刻蝕玻璃陰母模將帶有微通道網絡的掩膜覆蓋在勻膠鉻板(鉻型LRC；鉻厚T145nm膠類正性感光膠；膠厚570nm)上，紫外線照射曝光210秒(波長365nm)，顯影液中顯影80秒，去除鉻板上微通道網絡區域的光膠。高純水將鉻板上殘餘的顯影液衝洗乾淨後，烘箱中100℃烘乾半小時；室溫下用鉻膜刻蝕液(硫酸鈰∶高氯酸∶水＝50克∶15毫升∶300毫升)腐蝕圖形處裸露的鉻膜，然後用高純水衝洗乾淨，烘乾。通過數碼顯微鏡攝像，測得鉻板上的微通道寬度尺寸為60μm。用0.5MHF/0.5M NH4F刻蝕劑腐蝕微通道區域裸露的玻璃，速率約為10μm/h，刻蝕2.5小時後，再依次用丙酮、鉻膜刻蝕液除去殘餘光膠層和鉻膜，用高純水衝洗乾淨即得帶有凹微通道網絡的玻璃陰母模。通過輪廓儀測得凹微通道尺寸上底寬117μm，下底寬65μm，深度25μm。
(2)熱壓印方法製作PMMA陽子模將市售剛性有機聚合物PMMA片材，裁剪成多個尺寸為63mm×63mm×2.0mm的片，依次用乙醇、去離子水洗乾淨，氮氣吹乾。。將PMMA平板與陰母模「三明治」夾心法夾在兩個表面拋光的厚鋁板間，整體置於熱壓裝置中。當溫度高於PMMA的軟化溫度(105℃)，達到110～115℃時，加1.0～1.2MP壓力30～60s後，通水冷卻至室溫，脫模即可得到帶有凸微通道的PMMA陽子模。連續上述操作100次，通過輪廓儀測得這些PMMA陽子模的平均凸微通道尺寸上底寬66μm，下底寬120μm，高度25.2μm。
(3)製作PDMS/PMMA晶片A 模塑法製作PDMS基片將PDMS單體(二甲基矽氧烷)與引發劑(Sylard184)以10∶1的重量比例混合，脫氣後分別澆鑄於50個PMMA陽子模上，在60℃聚合2小時，冷卻至室溫，剝離模板，得帶有凹形微通道網絡的無色透明PDMS基片。電鏡掃描測得這些PDMS基片上的平均凹微通道尺寸上底寬120.5μm，下底寬66.2μm，深度25.1μm。
B 將平板PMMA片裁剪成與PDMS基片相同的尺寸，依次用乙醇、去離子水衝洗乾淨後，氮氣吹乾。
C 在帶有微通道網絡結構的PDMS基片的儲液池位置處用打孔器打直徑為5mm的圓柱孔，作為晶片儲液池。先用丙酮超聲清洗5分鐘，再用去離子水衝洗乾淨後，氮氣吹乾。於距6W低壓汞燈3cm處光照3小時，取出後，在1分鐘內將PDMS基片和平板PMMA片，置於平整的玻璃片上48h後即得到不可逆密封的PDMS/PMMA雜化晶片。
權利要求
1.一種高聚物微流控晶片的製作方法，其特徵在於，包括光刻蝕刻制陰母模、壓印複製多個剛性有機聚合物材料陽子模和模塑複製高聚物微流控晶片三個步驟；所述的光刻蝕刻制陰母模的第一步驟為用溼法刻蝕或幹法刻蝕在玻璃、石英和矽材質的基片上製作帶有凹微通道網絡的陰母模；所述的壓印複製剛性有機聚合物材質的陽子模第二步驟為使用第一步驟製得的帶有凹微通道網絡的陰母模採用熱壓或冷壓法複製出多個剛性有機聚合物材質的帶有凸微通道網絡的陽子模；所述的模塑法複製高聚物微流控晶片的第三步驟為使用第二步驟製得的剛性有機聚合物陽子模作模板採用模塑法複製出具有與所述陰母模相同凹微通道網絡的高聚物微流控晶片基片，再在該高聚物微流控晶片基片的帶凹微通道網絡的表面上密封複合一平板蓋片，即製得本發明的高聚物微流控晶片。
2.如權利要求1所述的高聚物微流控晶片的製作方法，其特徵在於，所述的第一步驟製得的帶有凹微通道網絡的陰母模為製作在玻璃、石英、矽或金屬基片上的帶有凹微通道網絡的陰母模。
3.如權利要求1所述的高聚物微流控晶片的製作方法，其特徵在於，所述的第二步驟製得的帶有凸微通道網絡的剛性有機聚合物材質的陽子模為製作在PMMA、聚苯乙烯、環氧樹脂、聚碳酸酯、或他們之間的任意一種共聚物材質的基片上的具有高軟化溫度的帶有凸微通道網絡的剛性有機聚合物材質的陽子模。
4.如權利要求1所述的高聚物微流控晶片的製作方法，其特徵在於，所述的第三步驟製得的高聚物微流控晶片基片為具有低固化溫度且不與所述陽子模發生反應的帶有凹微通道網絡的高聚物微流控晶片基片，該高聚物微流控晶片基片上的凹微通道網絡與所述陰母模上的凹微通道網絡相同。
5.如權利要求1所述的高聚物微流控晶片的製作方法，其特徵在於，還包括放在所述第三步的第四步驟該第四步驟為對得到的高聚物微流控晶片進行表面修飾或微通道填充。
全文摘要
本發明涉及的高聚物微流控晶片的製作方法，包括三個步驟先在玻璃、石英或矽基板上刻蝕製作帶有凹微通道網絡的陰母模；再由陰母模作模具批量壓製出多個具有凸微通道網絡的剛性有機聚合物材質陽子模；最後以該陽子模為模板採用模塑法批量複製出與陰母模具有相同凹微通道網絡的高聚物微流控晶片基片，再在該高聚物微流控晶片基片的帶凹微通道網絡的表面上密封複合一平板蓋片，即製得本發明的高聚物微流控晶片；本方法首次將堅固耐用的剛性有機聚合物材料用作模板材料，特別是一母模高保真複製多子模，確保了批量生產微通道晶片的高度重現性。為在環境汙染物檢測、生物化學分析和臨床檢驗中有巨大應用潛力的一次性晶片的批量生產奠定了基礎。
文檔編號G01N35/00GK1700011SQ20041004271
公開日2005年11月23日 申請日期2004年5月21日 優先權日2004年5月21日
發明者林金明, 李海芳 申請人:中國科學院生態環境研究中心