一种微流控芯片模板及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种微流控芯片模板的制备方法，包括如下步骤：步骤一,制备微流控芯片；步骤二，以步骤一制备的微流控芯片为模型用AB水晶胶浇筑制得一种微流控芯片模板。本发明公开了一种微流控芯片模板。本发明还公开了一种微流控芯片模板的应用，包括如下步骤：将微流控芯片模板贴附于有机玻璃板上形成内腔，固定微流控芯片模板和有机玻璃板，将PDMS预聚体倒入内腔，固化PDMS预聚体，剥离得与初始制备的微流控芯片完全一致的微流控芯片。该制备方法简单，材料易得，成本低廉，可在普通实验室完成，且完全拷贝了原始微流控芯片的打孔位置和管道长度，一体成型，微流控芯片之间的重现性良好。

权利要求

1.一种微流控芯片模板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将PDMS预聚体注入具有凸十字架型微管道的GaAs阳模上，去气泡，去气泡为抽真空静置25-35分钟，在60℃下加热2小时使PDMS预聚体固化，制得固化PDMS预聚体，然后从GaAs阳模中剥离得到带有凹十字架型微管道的固态PDMS预聚体，切割，在凹十字架型微管道相邻的三个端口处各打一个孔，分别作为样品池、缓冲液池、废液池，制得微流控芯片；

步骤二：将经步骤一制备好的微流控芯片放置在敞口的硅胶模具内，使微流控芯片具有十字架微管道的表面朝上，微流控芯片的突出端紧贴硅胶模具的一边内壁，浇筑AB水晶胶，静置固化，将固化后的AB水晶胶片剥离，得到一端带有开口的微流控芯片模板。

2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片模板的制备方法，其特征在于，步骤一所述PDMS预聚体为PDMS单体与固化剂按质量比10:1混合得到。

3.根据权利要求1所述的一种微流控芯片模板的制备方法，其特征在于,所述AB水晶胶中，A与B质量比为3:1。

4.一种微流控芯片模板，其特征在于，由权利要求1-3任一项所述方法得到。

5.权利要求4所述的一种微流控芯片模板的应用，其特征在于，包括如下步骤：将微流控芯片模板贴附于有机玻璃板上形成内腔，使用夹具夹持固定微流控芯片模板和有机玻璃板，将PDMS预聚体从微流控芯片模板上的开口倒入内腔中，待固化PDMS预聚体后剥离，制得与原始制备的微流控芯片具有完全相同的打孔位置、管道长度的新的微流控芯片。

6.根据权利要求5所述的一种微流控芯片模板的应用，其特征在于，所述夹具为燕尾夹。

说明书

一种微流控芯片模板及其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明属于微流控芯片领域，具体涉及一种微流控芯片模板及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 自20世纪90年代初瑞士Ciba Geigy分析实验室的Widmer和Manz和Widmer首次提出了微全分析系统(Miniaturized total analysis system)概念，并作为大量药品筛选、DNA排序等的分析平台。微流控芯片是微全分析系统中当前热点，它最集中地体现了将分析实验室的功能转移到芯片上的思想。2004年，美国Business 2.0杂志封面文章将微流控芯片列为“改变世界”的七种技术之一，2006年Nature杂志就这种可能成为“这一世纪的技术”推出专辑。

[0003] 目前用于加工微流控芯片的材料有玻璃和石英、高聚物材料等其中弹性聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料，又称硅橡胶，是最成功的一种微流控芯片制备材料。Kumar和Whitesides在1993年用PDMS复制光刻的微结构，用来制备微接触印刷所需的印章。Effenhauser等在1997年用PDMS制备了微流控芯片，该装置被用于分离DNA限制酶片段和荧光标记的多肽，其显著优势在于可拆卸,易清洗,并能重复使用。

[0004] 但是微流控芯片在制备过程中需要经过切割、打孔等工作才能投入使用，而如果采用人工切割打孔则每次的重现性很差难以保证实验结果，采用机器统一进行切割、打孔操作则带来实验成本提高等多种不便。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种微流控芯片模板及其制备方法与应用，制备方法制备的微流控芯片模板制备的每一片微流控芯片结构都一样，一体成型，制作简单，重现性好。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

[0007] 一种微流控芯片模板的制备方法，包括以下步骤：

[0008] 步骤一：将PDMS预聚体注入具有凸十字架型微管道的GaAs阳模上，去气泡，固化PDMS预聚体，然后从GaAs阳模中剥离得到带有凹十字架型微管道的固态PDMS预聚体，切割，在凹十字架型微管道相邻的三个端口处各打一个孔，分别作为样品池、缓冲液池、废液池，制得微流控芯片；

[0009] 步骤二：将经步骤一制备好的微流控芯片放置在敞口的硅胶模具内，使微流控芯片具有十字架微管道的表面朝上，微流控芯片的突出端紧贴硅胶模具的一边内壁，然后向硅胶模具浇筑AB水晶胶，使AB水晶胶充满硅胶模具并覆盖微流控芯片的上表面，静置固化，将固化后的AB水晶胶片剥离出来即为一端带有开口的微流控芯片模板。

[0010] 所述GaAs阳模的制备方法参考文献Separation of Proteins on Surface Modified Poly(dimethylsiloxane)Microfluidic Devices,Electrophoresis,2004,(25),3024-3031；凸十字架型微管道可通过本领域技术人员所常用的制作方法刻蚀在GaAs阳模上。

[0011] 进一步的，步骤一所述去气泡为抽真空静置25-35分钟。

[0012] 进一步的，步骤一所述固化PDMS预聚体为在60℃下加热2小时使PDMS预聚体固化。

[0013] 进一步的，步骤一所述PDMS预聚体为PDMS单体与固化剂按质量比10:1混合得到。

[0014] 进一步的，所述AB水晶胶中，A与B质量比为3:1。

[0015] 一种微流控芯片模板，一种微流控芯片模板的制备方法所制备。

[0016] 一种微流控芯片模板的应用，包括如下步骤：

[0017] 包括如下步骤：将微流控芯片模板贴附于有机玻璃板上形成内腔，使用夹具夹持固定微流控芯片模板和有机玻璃板，将PDMS预聚体从微流控芯片模板上的开口倒入内腔中，待固化PDMS预聚体后剥离，制得与原始制备的微流控芯片具有完全相同的打孔位置、管道长度的新的微流控芯片。

[0018] 进一步的，所述夹具为燕尾夹。

[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果：

[0020] 本发明一种微流控芯片模板的制备方法简单，成本低廉；

[0021] 本发明一种微流控芯片模板制作简单，材料易得，成本低廉，可在普通实验室即可完成，简化了常规重复制备微流控芯片的步骤，一步成型，制备每一片微流控芯片之间具有相同的芯片参数，打孔位置及电泳各管道的长度相同，保证了每片之间的重现性具有广泛的应用前景。

附图说明

[0022] 图1为本发明一种微流控芯片模板的制备方法中步骤一中制备微流控芯片的流程示意图：(1)GaAs阳模结构；(2)GaAs阳模上注入PDMS预聚体；(3)剥离制得固体PDMS预聚体；(4)切割后的固体PDMS预聚体；(5)微流控芯片。

[0023] 图2为本发明一种微流控芯片模板的制备方法中步骤二的流程示意图：(1)硅胶模具；(2)微流控芯片放置在硅胶模具内；(3)将固化后的AB水晶胶片剥离即得微流控芯片模板。

[0024] 图3为本发明一种微流控芯片模板的应用中使用燕尾夹夹持微流控芯片模板和有机玻璃板的示意图。

[0025] 图中：1.硅胶模具；2.微流控芯片；3.微流控芯片模板；4.有机玻璃板；5.燕尾夹，6.开口。

具体实施方式

[0026] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。实施例中，AB水晶胶为市售品504AB胶。

[0027] 实施例1

[0028] 一种微流控芯片模板的制备方法

[0029] 步骤一：如图1所示，将PDMS单体与固化剂按质量比10:1混合得到PDMS预聚体注入具有凸十字架型微管道的GaAs阳模上，抽真空静置25-35分钟去气泡，在60℃下加热2小时固化PDMS预聚体，然后从GaAs阳模中剥离得到带有凹十字架型微管道的固态PDMS预聚体，切割，在凹十字架型微管道相邻的三个端口处各打一个孔，分别作为样品池、缓冲液池、废液池，制得微流控芯片2；

[0030] 步骤二：如图2所示，将经步骤一制备好的微流控芯片2放置在敞口的硅胶模具1内，使微流控芯片2具有十字架微管道的表面朝上，微流控芯片2的突出端紧贴硅胶模具1的一边内壁，然后向硅胶模具1浇筑AB水晶胶，使AB水晶胶充满硅胶模具1并覆盖微流控芯片2的上表面，静置固化，将固化后的AB水晶胶片剥离出来即为一端带有开口6的微流控芯片模板3。

[0031] 所述AB水晶胶中，A与B质量比为3:1。

[0032] 实施例2

[0033] 一种微流控芯片模板的应用

[0034] 步骤一：用实施例1中一种微流控芯片模板的制备方法制备一种微流控芯片模板3。

[0035] 步骤二：如图3所示，包括如下步骤：将微流控芯片模板3贴附于有机玻璃板4上形成内腔，使用夹具夹持固定微流控芯片模板3和有机玻璃板4，将PDMS预聚体从微流控芯片模板3上的开口6倒入内腔中，待固化PDMS预聚体后剥离，制得与原始制备的微流控芯片2具有完全相同的打孔位置、管道长度的新的微流控芯片2。

[0036] 使用本发明一种微流控芯片模板3制备的微流控芯片2时，需要先在制备得到的新微流控芯片2下面放置一块PDMS基片，这样就可以开始做实验。

[0037] PDMS基片为将PDMS预聚体通过注膜、除气、固化、切割制备而成。