[发明专利]一种硅藻在PDMS表面的图案化键合加工方法

说明书

技术领域

本发明提供一种用来制作生物芯片的硅藻在PDMS表面的图案化键合加工方法，它是硅藻在PDMS表面的图案化键合加工方法，即涉及一种制作生物芯片基片/微流体基片的加工方法，更特别地说，是指一种将硅藻图案化键合在PDMS(聚二甲基硅氧烷)基片上的方法。属于生物检测、微流体系统技术领域。

背景技术

硅藻是一种单细胞水生微藻，现存11000余种。硅藻细胞单体尺寸2微米～5毫米不等，细胞外包覆有无色透明的非晶态二氧化硅外壳，具有多种形状(如球形、片形、环形、盘形、圆筒形、杆形、舟形等)和多级微纳米孔结构。硅藻壳体比表面积巨大，可吸附蛋白质、酶等其他纳米颗粒，同时规则排布的均一微孔也具有过滤以及控释功能。硅藻土作为硅藻壳体的沉积物在自然界中作为矿产大量存在着，来源广泛、价格低廉。上世纪初，硅藻土矿被大量开采并广泛应用于工业，开发出硅藻土吸附剂、助滤剂、保温材料、隔音材料等高产量的产品。我国硅藻土探明储量居世界第二。

生物芯片指借助微加工和微电子技术，将大量已知序列的核酸或蛋白质片段有序地组合在一个微小基片表面，通过与标记的核酸或蛋白质分子进行反应，分析待检标本的相应成分。微流体基片，是结合生物技术、微电子、微机械等技术，把实验室中许多仪器的功能缩小到芯片上来处理。其具有的微小尺寸以及功能的高集成度，在生物检测领域可用于微量样品的制备、进样、反应及检测。当夹杂有靶分子的流体流过生物芯片或微流体基片上的微流道时，检测基片上的检测探针会与靶分子结合，发出荧光或其他电信号，完成检测反应。为了保证检测的高通量，常在基片表面或流道内制作阵列化的检测点阵。

发明内容

本发明的目的是提出一种将硅藻图案化键合在PDMS(聚二甲基硅氧烷)基片表面的加工方法，该加工方法通过PDMS清洗固定→旋涂光刻胶→光刻图案微坑→密排硅藻→紫外键合→冷却去胶，将硅藻图案化固定在PDMS基片表面，使制得的复合微流体基片中表面拥有硅藻的图案化阵列，并且保持了硅藻原有的丰富外形、以及纳米级多孔微结构，使得该复合微流体基片在保证高通量的前提下，能够在生物检测、微流体系统等领域发挥自动装载检测探针、吸附富集靶分子、过滤等作用。经本发明方法制得的复合微流体基片应用到生物检测、微流体系统等领域，能够发挥自动装载检测探针、吸附靶分子、过滤等作用。

本发明一种硅藻在PDMS表面的图案化键合加工方法，即用来制作生物芯片/微流体芯片的硅藻在PDMS表面的图案化键合加工方法，包括有下列步骤：

步骤一：硅藻的预处理

将硅藻加入去离子水中搅拌均匀得到硅藻混浊液；

用量：在1克的硅藻中加入15毫升～20毫升的去离子水；

其中，所述的硅藻是指淡水硅藻、海水硅藻、硅藻壳体或硅藻土等；淡水硅藻或海水硅藻还包括有圆筛藻、桥弯藻、菱形藻等；硅藻壳体还包括有圆筛藻壳体、桥弯藻壳体、菱形藻壳体等；硅藻土还包括圆筛藻硅藻土、直链藻硅藻土等。

步骤二：PDMS(聚二甲基硅氧烷)基片的预处理

(A)按所需尺寸截取PDMS基片，并用去离子水冲洗后放入玻璃容器中；

(B)向玻璃容器中加入50毫升～100毫升的正己烷，然后置于超声清洗机中，在功率700瓦～1000瓦、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10分钟～20分钟得到第一预处理PDMS基片；

(C)将第一预处理基片取出，去离子水冲洗10秒，放入另一玻璃容器中，向玻璃容器中加入50毫升～100毫升的丙酮；然后将玻璃容器置于超声清洗机中，在功率700瓦～1000瓦、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10分钟～20分钟得到第二预处理PDMS基片；

(D)将第二预处理PDMS基片取出，去离子水冲洗10秒，放入另一玻璃容器中，加入质量浓度为95％的无水乙醇，然后置于超声清洗机中，在功率700瓦～1000瓦、工作频率28KHz～40KHz的条件下超声清洗10分钟～20分钟后，得到第三预处理PDMS基片；

(E)用玻璃刀裁取与第三预处理PDMS基片尺寸相同或略大的矩形玻璃片，将第三预处理PDMS基片从无水乙醇溶液中取出，完全蒸发干燥后平铺在矩形玻璃片表面，得到加固PDMS基片；

步骤三：在加固PDMS基片表面制作光刻图案

(A)将经步骤二处理得到的加固PDMS基片安装在匀胶机上；在第一转速为500转/分钟～800转/分钟的条件下，滴加入0.5毫升～2毫升的光刻胶正胶；在第二转速为1500转/分钟～2500转/分钟的条件下，匀胶10秒～20秒后，得到第一复合基片；