[发明专利]微流控芯片的检测电极制作及它的电泳非接触式电导检测系统制备

说明书

本发明公开了一种微流控芯片的检测电极的制作及微流控芯片电泳非接触式电导检测系统的制作方法。其中，微流控芯片的复形模具的制作包括：在非曝光的条件下，将感光性干膜贴膜和压膜于基片上；曝光；显影。检测电极的制作包括：在非曝光的条件下，将光敏材料贴膜和压膜在导电薄膜层上；曝光；显影；刻蚀；去除光敏材料。通过本发明，能够以快捷、经济的方式获得复形模具及相应的微流控芯片、导电薄膜电极和微芯片电泳非接触式电导检测系统。

技术领域

本发明涉及一种基于导电薄膜的微流控芯片的检测电极的制作方法，以及将微流控芯片和导电薄膜电极结合制作微芯片电泳非接触式电导检测系统的制作方法。

背景技术

微流控芯片通过把化学、物理、生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检验、细胞培养等基本操作单元集成到一块很小的芯片上，由微通道形成网络，并以可控的微量流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或者生物实验室的各种功能。

非接触式电导检测(CCD)的原理是基于分析物和背景缓冲溶液之间电导率的差别，通过连续测量流经两电极之间电流的变化实现定量检测。CCD中，电极不与溶液直接接触，而是在交流激发电压下与通道中的溶液进行耦合。

高分子聚合物是一种用于制作微流控芯片的模型胶，它加工成型方便，原材料成本低，适于大批量制作。通过在微流控芯片复形模具上浇注液态高聚物，待其固化后将其与模具剥离，便能在高聚物表面形成与模具一致的图案。

CCD中，通过在电极和微通道之间加入一层薄的绝缘材料，即制备成可用于CCD的检测器。成功避免了电极中毒和气泡产生，有效避免了高压电场的干扰，大大降低背景噪音，提高检测灵敏度。

现在用于制作高聚物微流控芯片复形模具的常用方法，是将液体光刻胶固化成光刻胶涂层，然后通过紫外光照射带有图案的掩膜，再使用光刻胶液掩膜下面的光刻胶涂层，在基板上获得所需形状的模具。但是使用液体光刻胶制作基片模具需要昂贵的仪器设备和无尘环境，并且操作过程复杂费时，这使得非专业人员制作复形模具受到了技术和设备限制，极大地阻碍了高聚物微流控芯片在普通实验室的广泛使用。

目前，用于制作CCD电极的材料和方法有，将贵金属薄膜通过电沉积技术溅射/蒸发沉积在玻璃或高聚物基底上，后使用光刻和技术对其进行图案化，即得到所需图形的微电极。但是，所需要的电极材料为昂贵的金属，且需要昂贵的金属蒸发/溅射仪和需用光刻技术方能得到需要的电极形状，制备工艺复杂，要求苛刻的洁净环境。耗费时间长、成本大。在一般的实验室难以操作完成。已成为非接触式电导检测器向集成化、便携化、商业化大生产方向发展的瓶颈之一，大大限制了其在分析化学领域的应用。

发明内容

针对使用金属薄膜制作非接触式电导检测电极造成的高昂成本，包括电极材料、仪器设备、洁净的实验室环境和复杂费时的制作过程等缺点，本发明的目的之一在于，提出一种基于廉价导电薄膜的非接触式电导检测电极的制作方法。导电薄膜商业化供应，成本低廉；能够在普通实验室内完成电极制作，且不需要昂贵的仪器设备，操作简便快速，利于便携化、商业化。

本发明的目的之二在于，采用上述制得的微流控芯片的检测电极以快捷、经济、低成本的方式，在普通的实验室就可操作完成制备微芯片电泳非接触式电导检测系统的方法；本发明的方法中其中针对使用液体光刻胶制作复形模具需要昂贵的仪器设备和无尘环境，以及操作过程费时复杂的缺点，本发明的微流控芯片的复形模具制作方法，使微流控芯片的制作能够在常规实验室内完成，方便简单，成本低，易于普及。

本发明的基于导电薄膜的检测电极的制作方法：该检测电极是在电绝缘层基底上设有导电薄膜，包括以下制备步骤：

(1)贴膜和压膜：在非曝光的条件下，将光敏材料涂布或贴合在导电膜层上；通过塑封机使光敏材料和导电薄膜紧密贴合；

(2)曝光：将光刻掩膜紧贴于光敏材料上，曝光，则光刻掩膜图案所透射的光使其下面的光敏材料变性；