[发明专利]一种基于紫外光刻技术的布基微流控芯片制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分析检测领域，具体涉及一种布基微流控芯片，特别涉及一种基于紫外光刻技术的布基微流控芯片制备方法。

背景技术

20世纪90年代初，微型全分析系统(Micro total analysis systems,μ-TAS)的概念被首次提出，并在此后的二十多年中得到了快速发展，成为当今最前沿的技术之一。μ-TAS的目的是把分析设备微型化、集成化，也就是把传统实验室的功能集成到方寸大小的芯片上，实现分析设备微型化、便携化，从而打破科学分析长期依赖传统实验室分析的格局，使得分析设备能够走进千家万户。μ-TAS具有试样量少、检测速度快、通量高、成本低等特点，使得它比传统分析系统更具优势，因此受到了世界各国科研人员极大关注，在大批科研工作者的努力下，此领域获得了前所未有的发展，并取得了巨大成就。

微流控芯片是μ-TAS发展中最能体现将分析实验室的功能转移到芯片上的部件。微流控芯片分析是以芯片为操作平台，完成整个分析实验室的功能，包括采样、稀释、加样、混合、分离、检测等。

目前，许多科研工作者使用硅、玻璃、高分子聚合物等材料为基材制备微流控芯片。硅具有散热好、强度大、纯度高和耐腐蚀等特点，并得益于成熟的微电子工艺，硅材料首次被用于微流控芯片的制作，在微泵、微阀、微模具等器件的精确制造中得到广泛应用。玻璃具有强度高、散热好、透光性强、绝缘性好等优点，使得其能够制造微通道网络，一般很适合样品分析。高分子聚合物材料具有易于加工成型和批量生产等优点，也常被用于微流控芯片的制造。

上述硅、玻璃、高分子聚合物等材料在制造上有各自的优点，并都能制造出功能强大的微流控芯片。然而，由于它们成本高、操作复杂等因素而不易被广泛接受使用。

为了适应市场需求，科研工作者开始寻找一些成本低、生物兼容性好、易处理的材料作为微流控芯片的基材。纸具备了这些特性，使其迅速地引起科研工作者的极大关注，纸基微流控芯片得到了前所未有的发展，并取得了巨大成就。

近年来，科研工作者已经开始尝试采用布作为基材来制备微流控芯片。布材料具备了纸材料几乎所有的优点，而其自身的柔韧性、编织多样性，使其在一些特定的应用环境中具有极大的应用潜力。然而，到目前为止，布基微流控芯片的制备方法主要有图案蜡模法和纺织法。但是，这两种方法的缺点是制造精度低、复杂程度高、难于高通量检测等。

发明内容

为了克服现有的布基微流控芯片制备方法的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种基于紫外光刻技术的布基微流控芯片制备方法，该方法采用自配的PVC光刻胶，其工艺简单、成本低。

本发明的另一目的在于提供由上述方法制得的布基微流控芯片，该芯片易于加工、通量高、微流体通道分辨率高。

本发明的再一目的在于提供上述的布基微流控芯片在分析检测中的应用，上述的布基微流控芯片能够实现对尿样中葡萄糖的高通量检测。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于紫外光刻技术的布基微流控芯片制备方法，包括如下步骤：

(1)配制聚乙烯醇肉桂酸酯(PVC)光刻胶

将5-50％PVC溶解于49.0-94.9％环己酮中，搅匀，然后加入0.1-1.0％5-硝基苊，搅匀，得到聚乙烯醇肉桂酸酯光刻胶(PVC光刻胶)，转移到棕色瓶中，避光放置待用；所述的百分比是各原料占光刻胶原料总质量的百分比；

优选地，PVC的用量占15％，环己酮的用量占84.7％，5-硝基苊的用量占0.3％，所述的百分比是各原料占光刻胶原料总质量的百分比；

PVC光刻胶的成分比例要根据不同布基材的特性而确定。不同的布基材制造微流控芯片所需的光刻胶性能有所不同，所以应配制相应的PVC光刻胶。影响光刻胶性能的主要参数有固含量、感光度、粘度、固化温度、针孔率、分辨率等，因此不同的PVC光刻胶配制会直接影响布基微流控芯片品质。本发明所采用的布基材是纯棉布片，因此在PVC光刻胶中加入5-硝基苊以提高其感光度：无5-硝基苊的光刻胶感光波长为380nm,有5-硝基苊的光刻胶感光波长范围为260～470nm。另外，为了在纯棉布基材上制造高分辨率微流控芯片，相应增加了PVC光刻胶的粘度和固含量。

(2)布片预处理

将纯棉布片在20％NaOH溶液中浸泡5min，取出后用纯净水清洗，然后将布片绷紧以施加张力；绷紧后的纯棉布片用足量(能起清洁作用即可)十二烷基硫酸钠(SDS)洗涤、清水冲洗，使得布片表面干净清洁；接着，用1％冰乙酸溶液中和布片上残留的少量NaOH，最后用清水洗净，烘干；