[发明专利]一种基于空气模法的促混合微流体通道制备方法

说明书

本发明公开了一种基于空气模法的促混合微流体通道制备方法，涉及微流体器件领域，在凸起结构上开设若干微孔结构；辅助平板上涂覆可热固化或光固化的液态聚合物薄膜并在辅助平板上放置间隙块；模板上带有凸起结构的一侧与辅助平板上的液态聚合物接触，且模板由间隙块支撑；将模板与辅助平板保持该配合状态送入真空干燥箱；调节真空干燥箱压强并加热固化液态聚合物，固化后的聚合物为球冠状促混合微流体主体；将球冠状促混合微流体主体键合到玻片或者聚合物表面上，从而得到球冠状促混合微流体通道。采用成形聚合物与模板倒置的形式可有效减少成形聚合物填充微孔，在一个成形过程中利用复制模塑法和气体模法来成形微流体通道和促混合球冠状腔体。

技术领域

本发明涉及微流体器件领域，尤其涉及到一种基于空气模法的促混合微流体通道制备方法。

背景技术

微流控芯片是指在不同材料如玻璃、硅或聚二甲基硅氧烷等材料上通过刻蚀或模压形成一系列微通道。在过去的十年中，微流控芯片受到了广泛的关注，尤其是在生物技术领域。利用微流控芯片对细胞和微生物等生物颗粒进行分选已成为生物技术微流体最基本的研究课题之一。

在现有的微流体芯片中，微腔结构主要是使用传统光刻技术实现，且形成的图案主要以矩形或圆形空腔为主。Ngan Nguyen等人(Adv.Funct.Mater.2019,29,1901998)提出一种在通道的理想位置上滴加镓基合金液滴作为模板来形成直径为几百微米的球冠状结构的方法，发现这种结构具有促进微流体混合的功能。但该方法具有一定局限性，滴加液滴时需要逐滴滴加，效率较低，液滴滴加的量和位置精度要求较高；使用镓基合金液滴易氧化；形成的球冠状结构的开口不易调控，只能是圆形形状且开口直径与球冠状结构相关。中国专利200910024713.0公开的气体模成形方法是通过调节封闭气体膨胀来实现聚合物微结构的方法，气体模法具有高效、批量化、可控等优势。气体模成形方法的模板需要通过反应离子刻蚀工艺制备且模板微结构形状的可调范围较窄(Biomed Microdevices 2014,16:55–67)。

总之，已有的制备微流体通道上促混合球冠状腔体的镓基合金液滴成形方法难以适应批量化生产的需求且工艺复杂可控性较差。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于空气模法的聚合物球冠状促混合微流体通道的制备方法，在简易条件下可以实现聚合物材料的球冠状促混合微流体通道的高效、低成本可控制备。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于空气模法的聚合物球冠状促混合微流体通道的制备方法，包括如下步骤：

模板上带有凸起结构，且在凸起结构上开设若干微孔结构；

在辅助平板上涂覆可热固化或光固化的液态聚合物薄膜并在辅助平板上放置间隙块；

模板上带有凸起结构的一侧与辅助平板上的液态聚合物接触，且模板由间隙块支撑；

将模板与辅助平板保持该配合状态送入真空干燥箱；

调节真空干燥箱压强并加热或光照固化液态聚合物，固化后的聚合物为球冠状促混合微流体主体；

将球冠状促混合微流体主体键合到玻片或者聚合物表面上，从而得到球冠状促混合微流体通道。

上述方案中，所述凸起结构的高度为5μm～200μm，微孔结构中微孔孔深大于微孔直径，且微孔直径小于凸起结构的宽度，其中，微孔结构为盲孔。

上述方案中，所述液态聚合物薄膜的厚度为50μm～1500μm。

上述方案中，所述间隙块设置在辅助平板的四角位置，放置间隙块的位置上未涂覆液态聚合物薄膜；所述间隙块高度小于液态聚合物薄膜的厚度。

上述方案中，真空干燥箱压强P：