本发明属于光刻胶的制备领域，具体涉及一种用于规模批量化纸基检测芯片加工的光刻胶。
背景技术：
又称光致抗蚀剂，主要由感光树脂、光引发剂和溶剂三种主要成分组成的光敏感混合试剂，是半导体等各应用行业的上游材料。纸基微流控芯片（paper-basedmicrofluidicanalyticaldevices，µpads）是一种新兴的微流控分析技术平台，具有成本低、加工简易、使用和携带方便等优点，在临床诊断、食品质量控制和环境监测等应用领域具有很大的应用前景。纸基微流控芯片通常可采用常规滤纸作为基底替代传统的硅片、玻璃和高聚物等芯片材料，具有更高的环保性能和更低的制造成本。目前，纸基微流控加工工艺主要采用融蜡喷墨打印等方法，成本较高且不利于大规模批量制造。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提出一种具有低成本和低挥发性，曝光波长为365nm的i线光刻胶，用于实现光刻掩膜版图案向滤纸基底材料的规模化快速转印。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明选用丙烯酸十八酯（stearylacrylate）作为感光树脂材料，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮（2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone）作为光引发剂，1,10-癸二醇二丙烯酸酯（1,10-bis(acryloyloxy)decane）作为溶剂和光偶联剂，并通过优化各组分配比，试验得到适用于科研分析用滤纸材料的光刻胶试剂。
一种用于规模批量化纸基检测芯片加工的光刻胶，所述光刻胶的由以下质量百分数的原料制得：丙烯酸十八酯60-75%，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮10-20%，1,10-癸二醇二丙烯酸酯10-25%，上述各原料的质量百分数之和为100%。
光刻胶制备工艺：步骤1.在暗室环境中，将室温条件固态丙烯酸十八酯放置50℃水浴环境加热20分钟；步骤2.待固态丙烯酸十八酯充分融为液态后，转移至螺口玻璃试剂瓶；步骤3.按一定质量配比添加固态2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮至液态的丙烯酸十八酯中，并将螺口瓶转移至65℃恒温箱静置30分钟；步骤4.待2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮完全溶解于液态的丙烯酸十八酯后，常温下按质量配比添加1,10-癸二醇二丙烯酸酯，轻微摇匀后放置于65℃恒温箱中，即制得光刻胶。一般地，1,10-癸二醇二丙烯酸酯含量越高，光刻胶粘度越低，经光刻工艺得到的微观结构高度则越小。2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮含量越高，曝光灵敏度越高，所需曝光时间和剂量就越少。
应用：所述的光刻胶用于制备纸基微流控芯片，具体包括如下步骤：
步骤1.取a4大小（210mm×297mm）滤纸在10毫升光刻胶中浸没5秒，随浸没时间延长，光刻胶吸附量增多，滤纸表面略呈半透明状；步骤2.取出滤纸，并将其转移至常规干净纸张夹层中，吸附滤纸表面多余液体，保证加工均匀性；步骤3.转移滤纸至紫外曝光箱并接触式覆盖光刻掩膜，由led光源提供的365nm波长紫外线经准直滤镜后均匀辐照光刻掩膜和滤纸，在曝光区光刻胶迅速发生光固化反应，使材料溶解性、亲合性等发生明显变化，总曝光剂量由光刻胶各组分配比决定，位于150~270mj/cm2区间；步骤4.转移曝光后的滤纸至分析纯丙酮溶液中静置少许时间（5秒以内），滤纸上迅速得到与光掩膜匹配的图版；步骤5.用氮气枪扫略丙酮显影后的滤纸，促进丙酮会发，在干燥过程中为保证其平整性，可将滤纸放置在水平加热板并压盖一定量相应尺寸纸张。待干燥彻底后取出纸基微流控芯片待用。
本发明的显著优点在于：
本发明制得的光刻胶具有优良的紫外光敏感度，曝光后热稳定性、疏水性和抗蚀性较高，对于滤纸基底材料具有优越的转印分辨率和粘附性。相对于融蜡喷印技术，本发明材料可以显著提高纸基芯片加工的效率（30s内完成a4尺寸纸复杂图版转印），而不需考虑图版本身的复杂程度，可以在大尺寸纸张上构建任意微观结构，实现样本的平行化定量分析；并且，不需借助高成本和高能耗的专业化打印机，仅需普通led紫外光源即可完成曝光，大幅降低了加工成本并提高了加工效率。
采用本专利材料可以极大提高现有纸基微流控芯片的加工效率，将支撑可穿戴、便携式检测仪器设备的研制，并加速低成本智能化传感器的开发。
附图说明
图1是使用本发明材料加工纸基微流控芯片的工艺流程。曝光环境大小由紫外（uv）曝光箱体尺寸和平行紫外光光源决定。
图2是以a4尺寸的滤纸为基底加工后的微流控芯片，其中，左侧图是光刻掩膜版，右侧图是单次加工成型的整张滤纸芯片阵列。
图3是芯片成型后，疏水区域表面接触角测量结果。测量采用外形图像分析法，借助高精度微注射泵将3μl超纯水垂直滴至光刻胶固化图案区，由接触角测量仪自带软件测得液滴在界面处接触角。由结果可知光刻胶固化图案区具有良好的疏水性。
具体实施方式
为充分公开本发明一种用于规模批量化纸基检测芯片加工的光刻胶及其制备方法，下面结合实施例加以说明。
实施例1
一种用于规模批量化纸基检测芯片加工的光刻胶，所述光刻胶的由以下质量百分数的原料制得：丙烯酸十八酯69%，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮18%，1,10-癸二醇二丙烯酸酯13%，上述各原料的质量百分数之和为100%。
试验发现：提高丙烯酸十八酯的含量将提高光刻胶液体粘度，此组分下室温粘度为10.28mpas；增加2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮含量可以缩短曝光剂量，此组分下为180mj/cm2。
实施例2
一种用于规模批量化纸基检测芯片加工的光刻胶，所述光刻胶的由以下质量百分数的原料制得：丙烯酸十八酯60%，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮15%，1,10-癸二醇二丙烯酸酯25%，上述各原料的质量百分数之和为100%。
按此组份，光刻胶在室温条件下的粘度约为9.0mpas；曝光剂量为190mj/cm2。
实施例3
一种用于规模批量化纸基检测芯片加工的光刻胶，所述光刻胶的由以下质量百分数的原料制得：丙烯酸十八酯75%，2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮10%，1,10-癸二醇二丙烯酸酯15%，上述各原料的质量百分数之和为100%。
按此组份，光刻胶在室温条件下的粘度约为12.0mpas；曝光剂量为210mj/cm2。
光刻胶制备工艺：
步骤1.在暗室环境中，将室温条件固态丙烯酸十八酯放置50℃水浴环境加热20分钟；步骤2.待固态丙烯酸十八酯充分融为液态后，转移至螺口玻璃试剂瓶；步骤3.按一定质量配比添加固态2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮至液态的丙烯酸十八酯中，并将螺口瓶转移至65℃恒温箱静置30分钟；步骤4.待2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮完全溶解于液态的丙烯酸十八酯后，常温下按质量配比添加1,10-癸二醇二丙烯酸酯，轻微摇匀后放置于65℃恒温箱中，即制得光刻胶。
应用：
所述的光刻胶用于制备纸基微流控芯片，具体包括如下步骤：
步骤1.取a4大小（210mm×297mm）滤纸在10毫升光刻胶中浸没5秒，随浸没时间延长，光刻胶吸附量增多，滤纸表面略呈半透明状；步骤2.取出滤纸，并将其转移至常规干净纸张夹层中，吸附滤纸表面多余液体，保证加工均匀性；步骤3.转移滤纸至紫外曝光箱并接触式覆盖光刻掩膜，由led光源提供的365nm波长紫外线经准直滤镜后均匀辐照光刻掩膜和滤纸，在曝光区光刻胶迅速发生光固化反应，使材料溶解性、亲合性等发生明显变化，总曝光剂量由光刻胶各组分配比决定，位于150~270mj/cm2区间；步骤4.转移曝光后的滤纸至分析纯丙酮溶液中静置少许时间（5秒以内），滤纸上迅速得到与光掩膜匹配的图版；步骤5.用氮气枪扫略丙酮显影后的滤纸，促进丙酮会发，在干燥过程中为保证其平整性，可将滤纸放置在水平加热板并压盖一定量相应尺寸纸张。待干燥彻底后取出纸基微流控芯片待用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。