[发明专利]基于纳米纤维模板法的微流控芯片制作方法

说明书

本发明提出基于纳米纤维模板法的微流控芯片制作方法，第一步，在接收板上涂抹一层光固化材料层，形成微流控芯片基底；第二步，进行近场静电纺丝或微流纺丝，得到具有一定图案的第一层纤维；第三步，接收板随运动平台下降一定高度，进行第二层纤维的有序沉积，由此逐层纺丝、固化，得到了有序纤维与光固化材料相结合的光固化模型；第四步，最后一层纤维与光固化模型表面连通，当光固化材料将纤维完全包覆并留有一定余量时光固化模型成型完成；第五步，将光固化模型取出置于溶剂中并加超声震动溶解纤维；第六步，当微纳米纤维完全溶解后将模型取出，得到微流控芯片。由于采用可溶性纤维作为流道填充物，成型精度可以达到与纤维直径相同的精度级别。

技术领域

本发明涉及一种利用纳米纤维模板来制作微流控芯片的方法，具体涉及一种具有纳米通道或者复杂立体通道的微流控芯片的制作方法，属于微纳加工技术领域。

背景技术

微流控芯片是在普通毛线管电泳的基本原理和技术的基础上，利用微纳米加工技术在硅、石英、玻璃或高分子聚合物基质材料上加工出各种微细结构，如管道、反应池、电极之类的功能单元，完成生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生化反应、处理(混合、过滤、稀释)、分离检测等一系列任务，具有快速、高效、低耗、分析过程自动化和应用范围广等特点的微型分析实验装置。随着微分析系统和微机电系统的发展，市场上微流控芯片的需求量迅猛增加，并对其加工工艺、加工质量和加工成本提出了更高的要求。目前微流控芯片微通道成型加工主要是注塑成型、热压成型、微切削和激光微成型等。

传统的微流控芯片微通道成型加工主要是注塑成型和热压成型，例如中国专利201110072477.7、201010119177.5、200910308065.1、201010300409.7，提供了各种不同的成型表面具有微通道结构的微流控芯片注塑模具，但由于微尺度效应，都存在微通道充填成型困难的问题，而且微流控芯片的注塑模具制造难度大、注塑工艺复杂、生产成本高；热压成型则存在加热时间长、能源消耗高、成型压力大、热变形和成型精度受限制等问题。

另外，微切削、激光成型等方法各自具有加工使用范围和条件限制，例如微切削加工的加工生产效率低，加工的微通道尺寸和精度有限制；激光微刻蚀加工虽然加工效率较高，但其设备昂贵，加工表面精度不高，加工的微结构通道壁面粗糙，这是由于微通道壁面容易黏附残留废料和凸起物，如文献(CHINESE JOURNAL OF LASERS May.Vol.36,No.5,2009)报道了CO2激光辅助加工PMMA微流控芯片中的重铸物现象。

发明内容

本发明目的在于提出一种基于纳米纤维模板法的微流控芯片制作方法，该微流控芯片可以是二维的通道，也可以是复杂的立体通道具有直径可控的纳米通道或者复杂的立体通道，制作方法简单，精度高并且通道直径可控，因此这种新型的微流控芯片的制作方法有望为微流控芯片开辟新的用途。