②采用LPCVD工艺在上述硅片表面生长一层二氧化硅作为掩膜，厚度为I微米，如图1 (a)中所示;③采用蒸发法在硅片表面涂覆黏附剂，将清洗干净的上述②中硅片放入黏附剂HDMS箱体中，设置时间10分钟;④光刻，将涂有黏附剂的硅片放在涂胶机上，滴入光刻胶，光刻胶采用AZ5214，转速4000r/s，旋涂30s，然后放在热板上烘90s，温度为95°C ；曝光机曝光6.5s，然后放入3038显影液中显影45s，取出用去离子水清洗并用氮气吹干后，放在热板上烘2min，温度为110°C，如图l(b)(c)中所示；⑤采用RIE工艺刻蚀20min，刻蚀掉生长的二氧化硅层，如图1(d)中所示;⑥清洗，将上述经过RIE刻蚀的硅片放入丙酮中，超声清洗15分钟，然后倒出丙酮，加入异丙醇，继续超声清洗15分钟，最后将硅片取出，用去离子水超声清洗5-15分钟，用氮气枪吹干;⑦KOH刻蚀，将上述清洗完的硅片放入浓度为30 %的KOH溶液中刻蚀20min，温度保持在80 °C，如图1 (e)中所示;⑧清洗，将上述经过KOH刻蚀的硅片放入丙酮中，超声清洗15分钟，然后倒出丙酮，加入异丙醇，继续超声清洗15分钟，最后将硅片取出，用去离子水超声清洗5-15分钟，用氮气枪吹干;⑨去胶，将上述刻蚀好的硅片依次放入丙酮和异丙醇中分别浸泡lOmin，然后用去离子水清洗，并用氮气吹干，将清洗干净的硅片放入等离子去胶机中干法清洗，功率为600w，时间15min，制得倒金字塔微米结构，其SEM如图4 (a)中所示。
[0024](2)在上述所得倒金字塔硅模板的表面采用旋涂法制备疏水涂层，其中疏水涂层的材料为浓度0.05^%的1'#1011 AF1600溶液，得到带有疏水涂层的倒金字塔硅模板，具体方法如下:首先，将质量为50mg的溶质Tef1n AF1600和10g的溶剂FC40混合均匀，配比得到浓度为0.05的％的1'#1011 AF1600溶液，使用磁力搅拌器搅拌24h，然后将步骤I)中得到的倒金字塔硅模板裁剪为长宽均为1(:111的方片，将配置得到的浓度为0.05的％的1^1011AF1600溶液旋涂在经过裁剪的倒金字塔硅模板的表面，最后进行烘干操作，将其在温度为170 0C的热板上烘干5min，之后温度升高至340°C继续烘干30min，这样混合溶液中的FC40被蒸发，Teflon AF1600均匀的涂覆在倒金字塔硅模板的表面，以使后续脱模工艺容易操作。
[0025](3)根据上述倒金字塔硅模板的尺寸，同样裁剪厚度为3.5mm的聚合物Tef1n FEP薄膜为的方片，首先将Tef1n FEP薄膜夹在倒金字塔硅模板和玻璃片之间，这样使得压印过程中Tef1n FEP薄膜受力受热均匀，然后把夹好的Tef1n FEP薄膜放在热板上，温度设定在280°C，在加热的过程中手动通过晶圆镊子施加一个恒定的中等压力在玻璃片上，并保持所施加压力的均匀性，这样使得处于玻璃态的TeflonFEP能完全渗入到倒金字塔硅模板表面的倒金字塔结构的槽内，如图2(c)中所示。经过5min的热压印过程，迅速使用平口钳把Teflon FEP转移到不锈钢冷台上，经过充分的降温处理，再进行脱模工艺，由于倒金字塔硅模板表面的倒金字塔的V型结构，又因本发明在步骤2)中进行的疏水涂层的预处理，使得本方法脱模工艺相对简单，得到的Tef1n FEP表面的金字塔结构平整光滑，其SEM如图4(b)所示。
[0026](4)首先称量3g的明胶颗粒和0.3g的牛血清蛋白，然后混合在1ml的蒸馏水中，搅拌均匀，然后100°c水浴加热20min，并且期间不断搅拌混合溶液，使得明胶和牛血清蛋白混合均匀，接着使用搅拌棒蘸取三滴明胶混合溶液，涂覆在步骤(3)中的热压印后的聚合物Teflon FEP材料的表面，涂覆均匀，如图2(e)中所示，最后把Tef1n FEP低温冷藏12h，温度设置在4°C。明胶混合溶液固化后进行脱模，由于聚合物材料的低粘附性和明胶材料的弹性，因此脱模工艺相对简单。由此制得表面具有倒金字塔结构的生物明胶材料，倒金字塔结构复刻完整，其SEM如图4(c)中所示，可以用于下一步的单细胞生物检测技术中。在后续进行单细胞生物培养和观察的实验中，本发明制备的倒金字塔结构明胶培养基底非常好的实现了单细胞生物检测，实验成功率接近100%。
[0027]此处实施例的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对本发明的各示例性实施例的结构和使用的全面描述。虽然上文以一定的详细度或参考一个或多个单个实施例描述了本发明的各实施例，但是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可以对所公开的实施例做出很多修改。
【主权项】
1.一种面向生物单细胞检测应用的两步压印方法，其特征在于该方法的步骤如下: 第1、在基底表面采用刻蚀法、生长法、电镀法、光刻法或沉积法制备微米结构作为模板，所制备的微米结构为倒金字塔、锥形或孔柱阵列;所述基底的材料为硅、镍、铜或锌硬质薄板； 第2、在上述微米结构模板表面采用旋涂法、喷涂法、浸润法、蒸发法或溅射法制备疏水涂层，疏水涂层材料为本征静态接触角大于90度的任意疏水材料，得到带有疏水涂层的微米结构模板； 第3、基于第2步所述带有疏水涂层的微米结构模板，进行热塑性聚合物材料的一次热压印工艺，压印温度高于热塑性聚合物材料的熔点，且在压印过程中通过晶圆镊子手动施加压力，并保持所施加压力的均勾性，经过2min-6min的压印时间，对模板和聚合物材料迅速冷却至室温，然后进行脱模工艺，经历一次热压印工艺的图形复刻，得到表面带有微结构的聚合物材料； 第4、以第3步所述带有微结构的聚合物材料为模板，进行生物活性材料的二次涂覆压印工艺；以旋涂、喷涂或浸润方法在聚合物模板表面涂覆一层配制好的生物活性材料，所述生物活性材料是用于实现生物单细胞检测过程中的细菌或细胞培养基，经过2°C_8°C低温环境冷藏8h-14h后，进行脱模工艺，聚合物材料的微米结构被复刻到生物活性材料薄膜表面。
【专利摘要】一种面向生物单细胞检测应用的两步压印方法。本发明创新性地提出一种两步压印工艺和图形复刻的方法，即一次热压印工艺和二次涂覆压印工艺。根据本发明提出的方法，先进行基于带有微结构的硅模板或者金属硬质模板的热塑性聚合物材料的一次热压印工艺，把模板上的微结构图形复刻到热塑性聚合物薄膜上，然后以制得的聚合物薄膜为模板，进行生物活性材料的二次压印和脱模工艺，以此把硅模板或者金属硬质模板上的微结构完整地复刻到生物活性材料薄膜上。本方法实现简单方便，图形复刻精度高，经济效益好，实现的单细胞生物检测具有高通量、可控、可视化的优点，应用前景广阔。
【IPC分类】B81C1/00, B82Y40/00
【公开号】CN105668510
【申请号】CN201610117742
【发明人】孙广毅, 张春来, 蒋秀芬, 赵新
【申请人】南开大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月1日