专利名称：微通道内微点阵列构建方法
技术领域：
本发明涉及微通道加工技术领域，具体涉及一种微通道及其内部微点 阵列的加工方法。
背景技术：
公开文献中，为了适应各种不同应用场合，人们已经提出过一些微通 道与微点阵列之间可能结合的技术途径或线索。例如，2007年5月24日 公开的美国专利20070116607 [Wang, William X.; Yi， Jun; Ke， Sheng; Halmela， Maria; Lahteenmaki, Pertti; Kihara， Kazuma: Microsystems that integrate three-dimensional microarray and multi-layer microfluidics for combinatorial detection of bioagent at single molecule level]所描述的技术中 试图将微流控组件与微阵列组件集成在一起，显然这也能在很大程度地推 进微阵列处理的效率，但是这个公开的技术也只是将分别制造的微流控组 件与微阵列组件接口式地并合起来，因而两种技术优势的紧密集成还显然 不能有效地体现。中国专利00119003.2(陆祖宏，何农跃化合物微通道阵 列芯片及其制备方法，2001年4月11日)公开的微通道阵列芯片及其制备 方法，是预先在排列好的微小通孔或毛细管内表面裱涂上所需的特定化学 成分，通过纵向切割形成一块薄片来造成二维方向的短通道排列阵列。这 样的技术形式，虽然有微点阵列或微通道形式，但显然不能体现出微点阵 列与微流动通道结合起来的技术功能与优势。又如，在一个表面上形成微点阵列后，压印上另外己经微加工的微通 道敞口芯片，以此来构建微通道内微点阵列[如张志祥，等蛋白质DNA 混合微点阵和微流控芯片的整合，化学学报，Vol.63(18): 1743-1746,2005]， 或者在微槽内(或另用材料覆盖) 一定面积的表面上打印上探针点并形成 阵列，然后封闭其敞口面[Mikkel Noerholm， Henrik Bruus， Mogens H. Jakobsen, Pieter Telleman and Niels B.Ramsing: Polymer microfluidic chip for online monitoring of microarray Hybridizations,丄"6C7w) ， 2004， 4, 28-37]。 Dhananjay Dendukuri等则提出用光学设备直接在微流动通道中作停流蚀 刻，来在微通道中加工出聚合物微点阵列[Dhananjay Dendukuri,Shelley S.Gu, Daniel C.Pregibon,T.Alan Hatton and Patrick S.Doyle: Stop-flow lithography in a microfluidic device, Lab Chip,2007，7，818-828]。但是，这类方法显然存在一些不足，例如，微图型难以套准；表面问题不好解决； 一些 方法动用的设备成本高，也难以掌握；在一定流动压力阈值之上密闭依旧 不能解决，如果用等离子体来实现永久闭合，则有损害阵列微点物质之虞。公开专利中有一种方式是在预先制备好的微通道中(以一定顺序)灌 注入一定的物质，如测试用试剂[美国专利，United States Patent 20030203366 (Application Numberl0/132575)， Lim, Drahoslav， Anderson, Norman G., Braatz， James A.: Microarray channel devices produced by a block mold process],光子微粒[中国专利200410041365.5东南大学顾忠泽;刘兆斌; 赵祥伟;张宏;陆祖宏，利用光子微粒编码的微通道阵列式生物芯片及应用方 法]等，这些加工方式有一定程度的微流动与微阵列结合的技术形式，但是 它们对于微流控概念下丰富的功能扩展有限，如微通道中大量的表面未能 利用，装置的死体积仍旧居多，等等。同样的不足也可在另外一些公开专 利中见到，如，美国专禾[J 6，645，432 [Anderson , et al. :Microfluidic systems including three國dimensionally arrayed channel networks, Nov. 11 ，2003]公开了 一种包括三维排布的通道网络的微流动系统，其所加工的微流动系统中含 有交叉的微流动通道及其网络，其微通道内表面只起流动导向限制的简单 作用。这种不足使这种技术难于拓展微流动通道内的主动操控能力。显然， 鉴于现有工艺中的传统技术惯性，上述多篇文献中公开的方法中对于将微 通道与微点阵列紧密结合在一起的制造途径都存在许多不足，而相关技术 应用领域正急待需要发展出将微流动性能与微阵列化高通量优势更好地得 到结合的技术形式。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中遇到的问题，而提供一种 灵活方便的在微通道内构建微点阵列的加工方法，具体而言，是提供一种 用模塑工艺将微通道与微点阵列结合(或集成)于一体的技术。通过本发 明所提供的这种加工方法或技术途径构建出的微通道内的微点阵列，可为 进一步发展出将微流控及微固控技术与微阵列技术紧密融为一体的新技术 形式提供重要平台，极大程度地扩展微系统原理的实际应用。为实现本发明的目的，本发明所述的微通道内微点阵列的构建方法， 包括如下顺序的主要步骤第一步、交叉布丝在一块基底表面上排布至少两根微丝，每一根微 丝至少有一根微丝与之相交叉，至少有一个交叉处有一个接触点；第二步、浇注固化在上述布丝基底表面上，浇注液态聚合物，使至 少一个交叉接触点淹没其中，然后固化该液态聚合物；第三步、除丝通点在该固化了交叉微丝的聚合物块中，有选择性地 除掉一根或数根微丝，且至少保留一根微丝于其中，使在该固化的聚合物 块中形成微通道或微通道阵列，同时被除微丝与保留的各微丝的各交叉接 触点就裸露在所形成的微通道内，即形成微通道内的微点或微点阵列。本发明所述的基底，其组成材料可以是塑料，可以是金属或合金，可 以是其他固态材料，并满足软化或熔解温度高于所浇铸聚合物的固化温度 的要求。本发明实施中优先采用有机玻璃，可以满足本发明中浇铸聚合物 优先采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)热固化的条件。进一步，本发明所述 的基底，其表面形状，可以是平表面，也可以是具有凹凸图型结构的表面， 其主要目的是为浇注液态聚合物提供支承面。在某些情形中，基底甚至还 可以是微丝本身。本发明所述的微丝，其材质可以是金属的，如不锈钢微丝、铂微丝等， 也可以是聚合物的，如尼龙微丝线、生物可降解性的聚乳酸或聚己内酯等 绕制的微丝线，甚至是生物体毛发，还可以是经过物理压力作用后的这些 微丝形式，可以是经过表面吸附或化学修饰后的这些微丝形式，等等，视 不同应用情况而选定。本发明实施中进一步要求所述微丝构成材料在化学上不能与浇铸用的 聚合物发生交联，但在某种程度上可以允许两者之间发生一定的反应，以 利于本发明的进一步应用。本发明所述微丝的构成材料的固态或玻璃态的 温度范围要求与浇铸用聚合物的固化温度范围相协调；原则上要求微丝的 熔解温度高于液态聚合物的固化温度。例如，PDMS的固化温度一般在 60~120°C，该温度范围可作为本发明实施时选用适宜微丝与基底材料的一 个重要参考。本发明所述浇铸用液态聚合物，可以采用热固性聚合物，这类聚合物 可在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化 成为难溶难熔物质状态。这类聚合物已经广泛地被应用于微加工工艺中， 如注模工艺、压纹工艺、微接触压印或印章工艺，以及本发明所涉及的模 塑工艺，等。它们成本低廉，且大多数场合中表现出化学惰性。本发明实 施例优先采用硅橡胶类聚合物(或硅酮类聚合物，smcones)，其典型的代 表为聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane， PDMS)。该类聚合物可能是目前为止发现的结构可变性种类最多的聚合物，已经有大量该类聚合物商用化。对于PDMS，DowComing(MW/^《Miic/z/g6m， aSJ.)的Sylgard 184， GE Silicones (『"fer/ora^ iVew t/6^)的RTV615，等规格产品已经被广泛地用于微纳技术的研究与开发之中。另外，在本发明的一些实施例 中也可采用环氧树脂、基于聚异戊二烯(polyisoprene)的热固性聚合物，等。本发明所述在固化聚合物内除去微丝的方法包括物理方法和化学方法 等。最直接的物理方法是，在将欲除掉的被固化在聚合物中的微丝的一端 施加适当大小的力，直接抽出即可，当然，这要求被除微丝具有一定的抗 拉强度。或者，在固化后，将聚合物块浸入一些适宜助膨胀的溶剂中浸泡。 比如PDMS用无水乙醇或丙酮、三乙胺等溶液浸泡，可以顺利地抽出被固 化在其中的微丝；但此时最好不去拉动其他保留的微丝，待被除微丝抽出 后通过梯度脱溶剂，仍可以使聚合物(如PDMS的情形)紧密封闭各保留 微丝。化学方法则是指在固化后，将聚合物块放入特定溶液中对被除微丝 进行化学腐蚀或电化学腐蚀，或者与微流动驱动装置相接以微流动操纵方 式实施化学腐蚀。在这种过程中，要求腐蚀溶液本身不与固化聚合物发生 反应，但是能够将在该聚合物中固化的微丝腐蚀掉。例如使用PDMS固化 不锈钢微丝时，可以使用强酸进行腐蚀，从而除去不锈钢微丝，形成通道； 并且为加快其腐蚀的速度，亦可以使用电化学的方法。还有一种有效的方 法是，采用激光聚焦法来烧融固化聚合物中的待除微丝，辅以机械法，可 实现除丝目的。本发明实施中可选用的微丝的径向尺寸在1毫米以下；常规最小尺寸 的微丝的获取，视商业化的不同物质微丝的制造工艺而定，例如可商用化 的圆截面不锈钢微丝直径可小至18微米。本发明实施中可选用的微丝的横截面可以是圆形、矩形或者其他不规 则形状；例如将不锈钢微丝(通常为圆形)在硬质平面之间沿径向挤压， 可以形成近似矩形的足球场形状的截面(进一步，这种挤压甚至可以使不 锈钢微丝的径向尺寸縮小到纳米级)。本发明方法的灵活多样性，也体现在，可以通过采用具有不同几何尺 寸与形状或其组合的微丝排布固化于聚合物中，来实现具有不同大小和几 何形状的微通道截面、微点。因此，本发明所述"微点"，实质上是具有一 定拓扑几何形状与面积的物理面。基于本发明方法实施所得到的这种具有物理面的"微点"，正是进一步发展各种不同类型应用(包括生物性、化学 性、流体力学)的重要平台。显然，本发明的方法提供了一种简便的工艺途径来实现几何拓扑上复 杂的微点阵列及其联通的微流动技术方式，这种方法使微通道内表面图型 化变得直接、简单，既可在块体内加工成复杂的不连续的微通道结构，又 可使通道内的微图型与通道外部某些宏观物理功能方便地接口，还从一个 简便的技术角度改进了现有生命科学、化学科学、材料科学等领域构建微 点阵列的加工方式。本发明带来的最为明显的技术效果是将微点阵列直接 以一体化的方式组合加工在微通道或微通道阵列中，以此为基础，结合微 通道的微流动操纵将可以实现许多种实际的应用目的。例如，在微流动条 件下可编程地在每个或一部分微点上通过物理吸附或化学反应而结合上相 同或不同的功能成分，包括用以控制细胞的生物材料等，其结合量也可得 到定量的调节。进一步，通过对微通道内液滴或液柱流体力学性质的操纵， 还可以实现在微点上选择性地结合不同物质的能力，从而在各微点表面上 加工出复杂的材料图型。因而这种微通道内的微点阵列是一个可以向多种 功能应用发展的技术平台。在这种技术平台上，将可以发展出高通量地操 纵所结合的功能成分的新技术，也可以方便地考察微流动内涵物与微点阵 列上的结合物之间的相互作用，甚至还将很容易发展出将微流控与微固控 集成起来的更新的技术功能。此外，本发明的加工技术中，涉及到所使用 的微丝和辅助装置的材料选择范围十分广泛，大多数已经高度商业化，价 格低廉，因而很适宜对许多具体实施例大量生产。
图1是微丝在基底表面上呈十字交叉排布的俯视图。图2是微丝在基底表面上呈十字交叉排布的正视图。图3是浇铸聚合物于排布微丝过程的俯视图。图4是浇铸聚合物于排布微丝过程的正视图。图5是微通道阵列的通道内微点阵列示意图。图6是圆截面微丝交叉接触点在形成通道时裸露成微点的示意图。图7是单个微通道内微点阵列的示意图。图8是用矩形截面微丝作交叉排布示意图。图9是矩形截面微丝作模板形成的微矩形截面通道阵列内微矩形表面的微点阵列示意图。图10是用正弦状弯曲的圆截面微丝作通道模板时构建的微点阵列示意图。图11是微通道内螺旋式排布的微点阵列示意图。图12是基于夹心式并行排布的微通道内微点阵列示意图。 图13是基于夹心式交叉排布的微通道内微点阵列示意图。 图14是微通道内圆弧型微点阵列示意图。上述各图中，1为凹陷结构，2为基底，3为基底上表面，4为第I种 微丝，5为第I微丝阵列，6为第II种微丝，7为第II微丝阵列，8为按两 个不同方向排布的微丝的交叉点，9为压盖片通孔，IO为压盖片，11为压 盖片与基底2固定在一起后形成的通孔，12为浇铸用聚合物，13为固化聚 合物片，14为微通道及其阵列，15为微通道内微点阵列。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进一步描述如下 实施例1:如图1 图6所示，描述了根据本发明方法构建平面型微通道阵列内微点阵列的过程。具体说明如下第一步、交叉布丝如图1与图2所示，在中央具有凹陷结构1的基 底2上表面3上，沿一个方向以间距90微米的方式排布第I种微丝4并固 定，形成第I微丝阵列5，沿另一个方向排布第II种微丝6，形成第II微 丝阵列7;使第I微丝阵列5与第II微丝阵列7呈两两交叉，每一个交叉 处有一个接触点8。然后，将中央开具通孔9的压盖片10压盖于基底2上 表面3上，使第一步中由第I种微丝4与第II种微丝6所形成的交叉的第 I微丝阵列5与第II微丝阵列7被夹压在其中间，并使通孔9与基底2上 的凹陷结构1的位置相对应，然后将压盖片10与基底2固定，如图3所示。第二步、浇注固化如图3与图4所示，在压盖片10和基底2固定后 所形成的通孔结构11中，浇注聚合物材料12，并使其固化。然后，解除 压盖片10、第I微丝阵列5中的第I种微丝4的两端和第II微丝阵列7中 的第n种微丝6的两端与基底2的固定关系，从凹陷结构l中取出已与交 叉的第I微丝阵列5、第II微丝阵列7固化在一起的聚合物片13。第三步、除丝通点如图5与图6所示，将第n微丝阵列7的各第n种微丝6从聚合物片13中除掉，形成微通道阵列14;同时在这些微通道 内与第I微丝阵列中各第I种微丝4的各交叉点8处，形成微通道内的微 点阵列15。对于第I种微丝4与第II种微丝6在基底2的上表面3上的固定方式， 可采取多种方式，如用日常平滑口的夹具来固定，也可将微丝缠绕于基底 2端部以螺丝旋紧方式来固定。还可以采取这样的方式，即预先将微丝以 一定间隔排布好，取适合长度作两端固定，然后移取固定到基底2上。除去一个方向上的第II种微丝6或其第II微丝阵列7后，与第I种微 丝4或其第I微丝阵列5原有的交叉点8位置就裸露出来，其面朝向微通 道14内，从而形成本发明所指的微通道内微点及其阵列15。进一步，在除去第II微丝阵列7后，如果再在第I微丝阵列5中除去 任何一根第I种微丝4，将可使各微通道14及其内部的各微点15全部在流 动上沟通，因而实质上构成微流动的网络。微通道14的有效长度可以通过改变基底2上的凹陷结构1与压盖片 10的通孔9相应方向上的长度来确定或调节， 一般不超过50毫米。微通 道阵列14的通道密度可通过第II微丝阵列7中第II种微丝6的排列密度 来确定，相邻两根第II种微丝6的排列间距最大一般不超过50毫米。微 通道阵列内微点阵列15的点密度可以由第I微丝阵列5与第II微丝阵列7 的交叉点数来确定。这些微点15的几何形状与尺寸可随第I种微丝4、第 II种微丝6的几何形状与尺寸，以及所采用的浇铸聚合物12与这些第I种 微丝4与/或第II种微丝6表面之间在固化过程中的相互作用状态而定。例 如，理想情况下，如果第I种微丝4与第II种微丝6接触处的横截面均为 圆形，那么这些裸露微点15的垂直投影呈圆形，其圆直径小于较小的微丝 直径；如果第I种微丝4的横截面为圆形，与之接触的第II种微丝6的表 面为平面，则所形成的裸露微点15的垂直投影是一微小矩形，其长度为第 1I种微丝6的平表面的横向宽度，其宽度则小于第I种微丝4的直径；如 此等等可以恰当地从几何关系推论得知。根据实验发现，当采用PDMS作 为浇铸材料时，裸露微点15的最小几何尺寸可达到纳米级。因此，本发明 所能提供的微点15的几何图形将是多种多样的，其尺寸可在微纳米级范围 内变化。实施例2:如图7所示，该图描述了按本发明技术途径制作的单个微通道内微点阵列。在具有矩形凹槽(或凹陷结构1)的有机玻璃基底2上表面3上， 沿着一个方向排布一根直径40微米的尼龙丝线(作为第II种微丝6)并固 定，在另一个方向上以10微米间距平行排布直径20微米圆截面钼金丝(作 为第I种微丝4)数十根并固定，然后将具有与上述矩形凹槽(或凹陷结构 1)同样大小的矩形通孔9的有机玻璃盖片10盖于基底2上并使凹槽1和 通孔2对齐，作固定。以10: 1重量比配比PDMS预聚物和固化剂，混合均匀后置于真空抽 气罐内抽气40分钟左右，以排除掉聚合物中的空气，然后在盖片10和基 底2固定后形成的通孔11中，浇注液态PDMS聚合物12，并在90。C下加 热30分钟使其固化。解除相应固定后，从矩形凹槽(或凹陷结构1)中取出已固化的聚合 物片13，此时应连同固化在内的铂金丝(第I种微丝4)与尼龙丝(第II 种微丝6)，放置入无水乙醇中浸泡30分钟，然后将尼龙丝(第II种微丝 6)从聚合物中抽出，即可形成沿着内径40微米的圆截面微通道14中具有 数十个微铂金点的阵列15。实施例3:如图8与图9所示，该两图描述了按本发明技术途径加工形成微通道 内矩形微点阵列。取相同矩形截面的不锈钢微丝(即第I种微丝4与第I1 种微丝6)，使它们呈正交阵列(即形成第I微丝阵列5与第II微丝阵列7) 排列并固定于有机玻璃基底2上；取压盖片10对齐基底2上相应的凹空部 位并固定，浇注PDMS，固化，如图8中所示；固化后抽出排列在上面的 第II微丝阵列7，即形成微通道14内的微点阵列15，其点的形状为矩形， 长度为排列在下面的第I种微丝4的宽度，宽度为排列在上面的第II种微 丝6的宽度，如图9所示。实施例4:如图IO所示，该图描述了具有微流动混合功能的微通道与微点阵列的 集成。按本发明的方法，在平面上纵向排布一列不锈钢微丝(作为第I微丝阵列5)，然后在其上将相同的不锈钢微丝(作为第n种微丝6)横向排 布成正弦曲线形式及其阵列(作为第n微丝阵列7)并固定；然后直接浇注PDMS并固化后，连同在内部呈交叉接触的两不锈钢微丝阵列5与7从 平面上取下，如发现底面PDMS固化厚度不足，可于底面再次固化一层一 定厚度的PDMS;然后放入正己垸溶剂中3小时使其膨胀，抽除以正弦曲线排布的微丝后放入水中使PDMS还原，即形成正弦曲线形的微通道14 及其中的不锈钢微点阵15。如果将两种不同溶液导入正弦形通道，则这种 正弦通道可作为微混合器，不断混合中的溶液将流过其中己经露出的不锈 钢微点阵列15。 实施例5:微通道内螺旋式排布的微点阵列。按本发明方法，在外直径为0.5厘 米、长为3厘米的毛细管外表面上，按如图11所示意的方式，先沿着其轴 向以60微米的边间距并行排布直径40微米、长度为5厘米的不锈钢微丝 6，两端均予以固定；接着以2根40微米的不锈钢微丝4在上述并行布排 的微丝6上，取其中部轴向2厘米长度内作螺旋式缠绕，使其与每一根并 行排布微丝6交叉接触，并两端固定；然后在上述布好微丝的毛细管外表 面裱涂以10:1比例混合的Sylgard 184PDMS液态预聚物，或者将上述布好 微丝的圆柱体直接蘸入PDMS液态预聚物中并提拉出来，使PDMS液态层 掩没各接触交叉点，脱气并加热固化后，除掉作螺旋缠绕的微丝4，即形 成直径为40微米的螺旋走向圆形微通道内的数百至上千个微点的阵列。实施例6:基于夹心式并行排布的微通道内微点阵列。按本发明方法，如图12 所示意的，(1)用直径20微米的表面通过电化学聚合有IOO纳米聚吡咯层 的不锈钢微丝数根沿X方向并行拉直排布；(2)在上述所形成的并行微丝 上，用经压扁至5微米厚的20微米不锈钢微丝数根，沿Y方向并行拉直 排布；(3)在(2)所形成的Y方向的并行微丝上，再以与(1)完全相同 的方式拉直排布具有聚吡咯修饰层的不锈钢微丝数根，使(l)、 (2)与(3) 中所排布形成各微丝阵列呈夹心式并行交叉接触网，且(1)与(2)完全 上下对齐，其中各相邻接触点之间的间距为75微米。将该夹心式并行交叉 接触网按常规方式固化于PDMS块中，然后抽除夹在中间的5微米厚的不 锈钢微丝阵列，遂可形成5微米高、约63微米宽的微通道内呈有上下对位 排列的微点阵列形式。实施例7:基于夹心式交叉排布的微通道内微点阵列。按本发明方法，如图13 所示，用20微米不锈钢微丝以编织方式围绕并行拉直排布的20微米不锈 钢微丝，形成夹心式交叉接触网，其中各相邻接触点之间的间距为75微米， 将其按前述常规方式固化于PDMS块中，然后抽除并行拉直排布不锈钢微丝，可形成直径为20微米的通道内呈上下交错排列的微点阵列形式。 实施例8:微通道内圆弧型微点阵列。按本发明方法，在一块载玻片表面上滴加 旋涂PDMS预聚物，使其厚度达到30微米；在其上排布直径为60微米的 尼龙微丝4，使尼龙微丝4由液态PDMS的上表面自上而下浸入，露出面 不粘染PDMS;然后在5(TC下烘2小时，取出后，沿尼龙微丝4的垂直方 向以一定间隔排布直径为20微米的不锈钢微丝6若干；再次浇铸PDMS 预聚物并在5(TC下烘3小时，取出，抽除尼龙微丝4，即在所得的微通道 内形成半径为30微米的圆弧型微点阵列，如图14所示意的。实施例9:利用生物体发丝构建微通道内微点阵列的方法。按本发明方法，取适 宜长度的发丝与不锈钢微丝若干，用丙酮、乙醇、超纯水超声清洗，N2吹 干。然后将它们分别在不同方向上，按照前述类似的方式，以所需的间距 交叉接触式排布并固定。以10: 1重量比配比PDMS预聚物和固化剂，混 合均匀后置于真空抽气罐内抽气40分钟左右，以排除掉液态聚合物中的空 气，浇注于上述排布了的交叉微丝上，然后在45。C下烘4小时。取出已固 化的PDMS聚合物片(此时连同金属丝与发丝)，放置入无水乙醇中浸泡 约10分钟，然后将不锈钢微丝从聚合物片中抽出，余留下的是微通道中若 干生物体发丝微点的阵列。实施例10:电化学腐蚀法构建微通道内微点阵列的方法。按本发明方法，用聚甲 基丙烯酸甲脂(PMMA)加工成硬质基底和盖片，在基底上沿一个方向排 列不锈钢丝并固定，另一个方向上排列铁氟龙丝线并固定，然后盖上盖片 并与基底对齐固定，浇注预聚物如PDMS并固化，然后将取出的聚合物连 同固化在内部的交叉接触微丝阵列一起置入50%盐酸溶液中，通入直流电， 直至不锈钢丝被腐蚀完，冲洗所形成的微通道阵列，即构建出PDMS微通 道内的铁氟龙微点阵列。实施例ll:用光可固化聚合物制作微通道内微点阵列。按本发明方法，先沿第一 个方向排布固定洁净不锈钢微丝阵列后，用氧等离子体(02压力0.5MPa， 70W)处理微丝表面5分钟，将其置于真空抽气器中蒸发 tridecafluoro-1,1,2,2- tetrahydrooctyl國l-trichlorosilane， {吏其表面硅烷{七。然后再在第二个方向上排布固定洁净不锈钢微丝阵列。接着，注入环氧树脂预聚物(如可采用美国麻省Epoxy Technology的EP-TEK)，在空气中静置 1小时后，在紫外线(含波长365nm、 406nm与436nm，强度约10 mW/cm2) 下辐照约20分钟，即实现固化，然后抽出第一个方向上的微丝，余留在聚 合物片中的第二个方向上的微丝在微通道中裸露，即实现微通道内不锈钢 微点阵列的构建。
权利要求
1、一种微通道内微点阵列构建方法，其特征在于，该方法包括如下顺序的步骤第一步、交叉布丝在一块基底表面上排布至少两根微丝，每一根微丝至少有一根微丝与之相交叉，至少有一个交叉处有一个接触点；第二步、浇注固化在上述布丝基底表面上，浇注液态聚合物，使至少一个交叉接触点淹没其中，然后固化该液态聚合物；第三步、除丝通点在该固化了交叉微丝的聚合物块中，有选择性地除掉一根或数根微丝，且至少保留一根微丝于其中，使在该固化的聚合物块中形成微通道或微通道阵列，同时被除微丝与保留的各微丝的各交叉接触点就裸露在所形成的微通道内，即形成微通道内的微点或微点阵列。
2、 如权利要求1所述方法，其特征在于所述微丝的径向尺寸在1 毫米以下。
3、 如权利要求l所述方法，其特征在于所述微点阵列中相邻两微点 之间最大间距不超过50毫米。
4、 如权利要求l所述方法，其特征在于被除微丝能够与固化聚合物 相脱开。
5、 如权利要求1所述方法，其特征在于所述液态聚合物是指热或光 可固化的聚合物。
全文摘要
本发明提供一种微通道内微点阵列构建方法。该方法涉及微通道加工技术领域。该方法通过排布、浇铸等主要步骤将布成交叉接触的微丝阵列固化在聚合物中，然后又通过脱模、除丝等步骤一体化地形成微通道内的微点或其阵列。该方法基于软刻类中的模塑工艺但又不依赖于昂贵而苛刻的光刻工艺，通过组合调配交叉微丝的材料组成、几何形状与尺寸，可以灵活多样地造成不同微流动通道内的不同微点材质表面、几何形状与大小，从而使微流动与微阵列的基本技术形式紧密地集成在一起，为微流控与微固控的技术集成提供灵便且低成本的加工与制造途径。
文档编号B81C1/00GK101274469SQ20071009324
公开日2008年10月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者吴云鹏, 宋国立, 远 李, 蒋家欢, 贾月飞 申请人:重庆大学