[发明专利]一种磁激励实现液滴操控的微流控装置及其操控方法

权利要求书

1.一种磁激励实现液滴操控的微流控装置，其特征在于，所述微流控装置包括T形截面条状微结构超疏水表面、亲水性磁性微球驱动器和磁铁，所述T形截面条状微结构平行设置，所述T形截面条状微结构之间为条状通道，所述亲水性磁性微球驱动器位于超疏水表面T形截面条状微结构的条状通道内，并可在条状通道内移动，所述T形截面条状微结构的宽度为300-1500μm，距离为200-1400μm，条状通道的深度为300-2000μm。

2.根据权利要求1所述的一种磁激励实现液滴操控的微流控装置，其特征在于，所述磁铁的型号为钕铁硼强磁N35，大小为3-60mm，磁场强度为矫顽力868KA/m ，剩磁1.17-1.23T。

3.权利要求1或2所述的磁激励实现液滴操控的微流控装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备T形截面条状微结构超疏水表面：首先制备具有T形截面条状微结构的样品，然后进行离子表面处理，并喷涂超疏水微纳米涂层，得到T形截面条状微结构超疏水表面；

S2、制备亲水性磁性微球驱动器：

S21、将PDMS前体和固化剂按10：1的质量比混合，再加入5μm的羟基铁粉，混合均匀后注入到水中，然后80℃加热固化2小时，并收集固化形成的微球，静置干燥；

S22、配制浓度为200mmol/L的三羟基氨基甲烷溶液，并用1mol/L的盐酸调节pH至8.5，再加入2mg/L的多巴胺,0.005mol/L的硫酸铜溶液和19.6×10^-3mol/L的双氧水，混合均匀后将微球置于溶液中浸泡6-24h，最后收集得到亲水性磁性微球驱动器；

S3、放置亲水性磁性微球驱动器于超疏水表面微结构内：将步骤S1的T形截面条状微结构超疏水表面沿垂直于T形截面方向旋转90°，然后置于光学显微镜下聚焦其边缘截面，将步骤S2的亲水性磁性微球驱动器在显微镜下放置到条状通道中，最后通过永磁铁辅助亲水性磁性微球驱动器进入条状通道内部，即制得磁激励实现液滴操控的微流控装置。

4.根据权利要求3所述的磁激励实现液滴操控的微流控装置的制备方法，其特征在于，T形截面条状微结构的制备方法包括光固化3D打印法、分层实体制造法、光刻法和粘连法。

5.根据权利要求4所述的磁激励实现液滴操控的微流控装置的制备方法，其特征在于，T形截面条状微结构的制备方法为分层实体制造法，具有包括以下步骤：

S1、制备分拆结构一：在玻璃片其中一面上涂覆一层100μm厚度的牺牲层材料，并在牺牲层上再涂覆100μm厚度的光刻胶，然后通过条状宽度为700μm，条状间距为500μm的铬掩膜版对光刻胶层进行紫外选择性曝光，经显影后得到分拆结构一；

S2、制备分拆结构二：取第二片相同大小的玻璃片，并在其一面上涂覆一层500μm厚度的光刻胶，然后通过条状宽度为400μm，条状间距为800μm的铬掩膜版对光刻胶层进行紫外选择性曝光，经显影后得到分拆结构二；

S3、分别对分拆结构一与分拆结构二的表面涂覆粘合剂，在微结构中心对齐的基础上经接触粘合得到目标微结构；

S3、将粘合后的产物用分拆结构一中牺牲层材料的溶剂进行浸泡，溶解牺牲层并脱离分拆结构一的玻璃片，得到位于第二片玻璃片表面上完整的T形截面条状微结构。

6.根据权利要求4所述的磁激励实现液滴操控的微流控装置的制备方法，其特征在于，T形截面条状微结构的制备方法为光固化3D打印法，具有包括以下步骤：

S1、使用CAD设计宽度为300-1500μm，距离为200-1400μm，通道深度为300 -2000μm的T形截面条状微结构；

S2、将设计好的T形截面条状微结构使用ANYCUBIC Photon workshop 进行切片；

S3、完成切片后，将405nm的树脂加入ANYCUBIC Photon Mono SE的料槽中，然后在避光环境中使用405nm的波长进行光固化，完成打印；

S4、将打印好的样品使用95%酒精清洗3-5分钟，干燥后使用紫外线固化灯固化3-10分钟，得到位于样品表面的T形截面条状微结构。