[发明专利]一种集成纳米电纺丝微流控芯片制备方法

说明书

一种集成纳米电纺丝微流控芯片制备方法，步骤如下：(1)在基体上涂布一层光刻胶，并烘烤制成基板；(2)将基板置于光刻机内，在紫外光下曝光，将图案转移到光刻胶上，形成聚合区域和未聚合区域；(3)在高压电场作用下在基板的光刻胶层表面形成纳米电纺丝；(4)基板烘烤，光刻胶层包裹住电纺丝；(5)制成区域化的电纺丝；(6)基板浸泡到硅烷化试剂中后用氮气吹干；(7)软光刻方法制备集成有微流控通道的微流控芯片；(8)将电纺丝基板和聚二甲基硅氧烷微流控芯片贴合在一起；(9)使两者不可逆的键和在一起。本发明可以实现多个流体通道的制备，从而实现不同浓度条件，进而实现细胞多参数的培养条件的筛查，降低筛查成本。

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术、纳米电纺丝技术、高分子材料科学、及其细胞学等技术领域，特别提供了一种集成纳米电纺丝微流控芯片制备方法。

背景技术

微流控芯片技术是近几年发展起来的一种新兴技术，被誉为本世纪改变人类未来技术之一。是指把化学、生物等过程中的多个单元操作集成到一块微米尺度上的芯片上，自动完成整个过程。微流控芯片由于它在相关领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。

微流控芯片是通过微加工技术将微通道、微阀、微泵、微电极等具备不同功能的微器件集成在一起。不同功能的实现需要利用材料的不同特性，因此芯片材料对于微流控芯片的构建起着关键作用。芯片制备的材料主要用硅片、玻璃、石英、高聚物材料等。高聚物材料种类多，加工成型方便，价格低廉已经成为应用最广泛的一类芯片制备材料。其中聚二甲基硅氧烷(PDMS)用途最广，尤其是其具有良好的透气性，适用于芯片细胞培养、药物筛选、药效评价、动物替代等。

然而此类芯片由于其采用的是平面结构，因此该类芯片在细胞培养等方面只能用于二维细胞的培养，其细胞的表面状态，生理功能，对药物的敏感性等均与实际体系存在很大偏差，因此迫切需要能反应真实生理体系 的细胞培养系统。

纳米电纺丝具有很高的比表面积，多孔结构以及各种制备材料的表面化学性质等已经在生物学领域展现出广泛的应用前景。其应用领域主要包括以下几个方面：1、电纺丝作为细胞的三维培养的基质，来对细胞三维环境中的行为进行研究；2、电纺丝作为药物或基因载体，进行细胞药物筛选或外源基因转染研究；3、电纺丝作为一种体内支架，促进受损组织的修复；4、利用电纺丝在体外重建组织器官。纳米电纺丝技术已经成为组织工程及再生医学发展的一个极具潜力研究平台。然而由于纳米电纺丝与微流控芯片结合方面存在技术难点，灵活方便的纳米电纺丝与微流控芯片集成文章尚未见报道。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的集成纳米电纺丝微流控芯片制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的集成纳米电纺丝微流控芯片制备方法。要求其适合能模拟细胞体内培养状态的集成纳米电纺丝微流控芯片的制备方法，该方法解决了传统电纺丝与微流体通道集成的难题，为细胞生物和药物筛选等研究领域等研究领域提供了一个新的平台。

本发明提供了一种集成纳米电纺丝微流控芯片制备方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

(1)采用干净的基体材料选定后，将基体在匀胶仪上涂布一层光刻胶，并置于60～100℃热板上烘烤10～40分钟，制成基板；

(2)将涂有光刻胶的基板置于光刻机内，基板表面覆盖具有图型的掩膜，在紫外光下进行曝光，将图案转移到光刻胶上，形成聚合区域和未聚合区域；

(3)将涂有光刻胶的基板置于接通高压电源地线的铝块之上，注射器针头尖端磨平并接通高压电源的正极；采用注射泵推动注射器，使注射器中的高分子溶液匀速输出到注射器针头，在高压电场的作用下在基板的光刻胶层SU8表面形成纳米电纺丝；

(4)将带有电纺丝的基板置于50～90度烘箱内烘烤1～20分钟，未聚合区域的光刻胶层SU8热熔，体积增大，同时在电纺丝毛细作用下，包裹住电纺丝；