微流控芯片表面亲水改性处理及亲水表面梯度制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及到微流控芯片表面亲水改性处理及亲水表面梯度制作方法。
【背景技术】
[0002]微流控芯片又称为微全分析系统，是一类以微通道网络为结构特征的微型反应或分析系统。由于具有分析速度快、试剂消耗少、使用成本低、易集成和自动化等优点，微流控芯片已成为当前十分活跃的科学前沿，并在化学、生物、医学等领域的研宄中得到广泛的应用。用于制作微流控芯片的材料主要有玻璃、石英与高分子聚合物等，其中高分子聚合物材料由于具有价格便宜、制作简单，不需要昂贵的仪器和超净室环境以及繁琐的制备过程等特点得到了广泛应用。
[0003]微流控芯片的表面亲疏水性在微流体输运、操控等应用中具有重要的作用。高分子材料表面为疏水性表面，通过对其表面亲水改性，可拓宽它在某些领域的使用范围。如在进行微混合反应时，疏水特性会限制两相流、多相流或微液滴等的混合效果；也可以在微流道内制作的亲疏水梯度，实现液滴的智能驱动与控制。因此，改善微流控芯片的表面特性，具有重要的应用价值。
[0004]目前常用的亲水改性处理一般采用浸泡法或涂覆法，浸泡法是将所需亲水处理的物品侵泡在亲水溶液中，使物品表面吸附亲水涂层，常用的亲水溶液如十二烷基硫酸钠水溶液或羟乙基纤维素水溶液等；涂覆法是将所需改性面涂覆亲水溶液，常用的亲水溶液有非离子型表面活性剂，如聚山梨酯-20、失水山梨醇单月桂酸酯-20、聚氧乙烯月桂醇醚45、乳化剂OP、乳百灵A、西士马哥-1000、普流罗尼、单油酸甘油酯及单硬脂酸甘油酯，也可以是离子表面活性剂，如软皂、硬皂、单硬脂酸铝、硬脂酸钙、油酸三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、鲸硬醇硫酸钠、硫酸化蓖麻油、丁二酸二辛酯磺酸钠。但是，浸泡法法只能对物品或零件表面整体处理，不能对局部区域处理；涂覆法对微米量级的微流道操作困难、涂覆不均匀，边界模糊，改性效果差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种微流控芯片表面亲水改性处理及亲水表面梯度制作方法，采用UV光对微流道局部区域进行改性处理或制作亲水梯度，所制作的亲水薄膜具有膜体均匀、亲水特性好、易于操作等优点。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种微流控芯片表面亲水改性处理方法，包括以下步骤:
[0008](I)配置亲水溶液:采用无水乙醇配置质量分数为3%的二苯甲酮溶液作为光敏引发剂，然后将二苯甲酮溶液与丙烯酸混合得到亲水溶液；
[0009](2)根据微流控芯片管道所需亲水处理区域位置制作掩膜板，使掩膜板上的掩膜板透光孔对准需亲水处理区域；
[0010](3)将亲水溶液通过微流控芯片上的入口接头注入微流控芯片管道；
[0011](4)将掩膜板覆盖在微流控芯片上表面；
[0012](5)将所述微流控芯片放入UV紫外光固化机照射；
[0013](6)将所述微流控芯片从紫外光固化机拿出冷却；
[0014](7)将微流控芯片管道内反应后的的亲水溶液通过微流控芯片上的出口接头负压吸出，然后用蒸馏水清洗，浸泡23— 25h，洗去均聚物，真空干燥即可。
[0015]进一步的，所述的微流控芯片底板和盖板材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0016]进一步的，所述步骤(2)掩膜板采用CO2激光刻蚀得到，掩膜板材料为黑色UPE。
[0017]进一步的，所述步骤(5)将微流控芯片放入UV紫外光固化机照射2 —10分钟。
[0018]本发明还公开了一种微流控芯片亲水表面梯度制作方法，包括以下步骤:
[0019](I)配置亲水溶液:采用无水乙醇配置质量分数为3%的二苯甲酮溶液作为光敏引发剂，然后将二苯甲酮溶液与丙烯酸混合得到亲水溶液；
[0020](2)根据所述微流控芯片所需亲水表面梯度制作不少于一块掩膜板，使掩膜板上的掩膜板透光孔对准需亲水处理区域；
[0021](3)将亲水溶液注入微流控芯片管道；
[0022](4)依据所做亲水梯度的类型，将掩膜板覆盖在微流控芯片上；
[0023](5)将微流控芯片分别放入UV紫外光固化机中对掩膜板进行照射，照射2 —10分钟；
[0024](6)移去掩膜板，覆盖另一块掩膜板，将微流控芯片分别放入UV紫外光固化机中对掩膜板进行照射；依此类推，直至掩膜板全部光固化完；
[0025](7)将微流控芯片从UV紫外光固化机拿出冷却；
[0026](8)将微流控芯片管道内反应后的亲水溶液负压吸出，然后用蒸馏水清洗，浸泡23— 25h，洗去均聚物，真空干燥即可。
[0027]进一步的，所述的微流控芯片底板和盖板材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
[0028]进一步的，所述步骤(2)掩膜板采用CO2激光刻蚀得到，掩膜板材料为黑色UPE。
[0029]进一步的，所述步骤(5)将微流控芯片放入UV紫外光固化机照射，依据表面亲水梯度的具体分布，掩膜板照射的时间在2— 10分钟内选择。
[0030]本发明的有益效果:
[0031]本发明提出采用UV光对微流道局部区域进行改性处理或制作亲水梯度，所制作的亲水薄膜具有膜体均匀、亲水特性好、易于操作等优点。
【附图说明】
[0032]图1为本发明一种微流控芯片UV光局部表面改性处理示意图；
[0033]图2为本发明UV光局部表面亲水改性处理之后微流控芯片封装图；
[0034]图3本发明亲水表面梯度处理前的微流控芯片；
[0035]图4本发明亲水梯度掩膜板及亲水图案；
[0036]图5本发明亲水表面梯度处理后的微流控芯片。
[0037]图中，I一UV紫外固化灯，2—掩膜板，3—掩膜板透光孔，4一微流控芯片盖板，5—微流控芯片底板，6—亲水处理区域，7—入口或出口接头，8—微流控芯片管道，a—亲水表面梯度处理前的芯片，b-g分别为掩膜板的不同位置，透光孔距芯片中心点的距离分别为yl-y6，z—亲水梯度处理区域。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0039]实施例一:
[0040]如图1、图2所示，一种微流控芯片表面亲水改性处理方法，本实施例微流控芯片的盖板4和底板5材料为聚甲基丙烯酸甲酯，包括以下步骤:
[0041](I)配置亲水溶液:采用无水乙醇配置质量分数为3%的二苯甲酮溶液作为光敏引发剂，然后将二苯甲酮溶液与丙烯酸混合得到亲水溶液；
[0042](2)根据微流控芯片管道8所需亲水处理区域6图案位置制作掩膜板2，使掩膜板2上的掩膜板透光孔3对准需亲水处理区域6，以使紫外光能通过透光孔照射到亲水处