CN108097339B - 一种纳流控芯片的制备方法 - Google Patents

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    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components

Abstract

本发明涉及一种纳流控芯片的制备方法，属于纳米制造领域。将由聚甲基丙烯酸甲酯制成的盖板，完全浸没在丙酮乙醇溶液中，浸泡1min~1.5min，将由聚甲基丙烯酸甲酯制成的基板，浸泡丙酮乙醇溶液中，浸泡5s~10s，取出后，用纯净的氮气吹干，将处理的盖板与基板置于工作台上进行热压键合。优点是与未经丙酮乙醇溶液处理、直接用热压键合制成纳米通道的方法相比，其优势在于降低了基板部分由于热压健合造成的通道形状改变及通道尺寸变小，有效地提升了基板与盖板之间的键合程度，改善了键合效果，使二者更紧密。

Description

一种纳流控芯片的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米制造领域，特别是涉及一种基于改变内部分子结构技术的纳米通道热压键合的方法。
背景技术
近年来，随着微流控芯片制造技术和纳米加工技术的不断发展，纳流控芯片也逐步得到了人们的重视与发展。纳流控芯片中纳米通道所具有的特殊性质如表面电荷，双电层，粘度增加和电渗流降低等使得纳流控芯片在医疗、生化分析等领域具有重要作用，为人们的生活带来了很大帮助。由聚合物：聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚对苯二甲酸PET等纳流控芯片因其光学性质优良、绝缘性质好、成本低、制作周期短和生物兼容性好等优点正日益被人们所重视，其制造技术已经被世界各国研究人员所关注。
在聚合物纳流控芯片制造过程中，敞开的纳米沟道必须经过键合才能形成最终封闭纳米通道。其中，键合工艺是决定聚合物纳流控芯片制造质量的重要工序。而且对于一个纳流控芯片来说，纳米通道的尺寸决定了该芯片的工作状态与工作效率。然而，与传统的硅、玻璃和石英等纳流控芯片材料相比，聚合物杨氏模量较低，纳米沟道在键合过程中更容易产生变形，纳米通道尺寸通常会发生变化，还会导致盖板与基板键合不紧密，有缝隙。这样就会使芯片的工作效率降低。由于选材及工艺等问题，目前对于热压健合改变通道尺寸的现象解决起来比较困难。只能通过一些方法改变聚合物的性质来优化和改善此类现象。因此，热压键合后纳米通道尺寸改变一直是聚合物纳流控芯片制造过程中亟待解决的一大难题。
发明内容
本发明提供一种纳流控芯片的制备方法，以以往盖板与基底热压键合后纳米通道尺寸变小、形状无法确定、键合效果不理想的问题。
本发明采取的技术方案是，包括以下步骤：
（1）配制体积分数55%-65%的丙酮乙醇溶液，等分成两份，分别标号溶液1和溶液2；
（2）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的盖板，完全浸没在由步骤（1）中制成的溶液1中，浸泡1min~1.5min，取出盖板后，用纯净的氮气吹干，保证盖板上无灰尘杂质；
（3）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的基板，浸泡在由步骤（1）中制成的溶液2中，浸泡5s~10s，取出基板后，用纯净的氮气吹干，保证基板上无灰尘杂质；
（4）将由步骤（2）和步骤（3）处理的盖板与基板置于工作台上进行热压键合。
所述盖板上有微米沟道，基板上有纳米通道。
所述基板上的纳米通道包括纳米沟道和、或纳米凸起。
所述热压健合的参数为：温度85°，压力0.2MPa，时间15min。
本发明优点是与未经丙酮乙醇溶液处理、直接用热压键合制成纳米通道的方法相比，其优势在于降低了基板部分由于热压健合造成的通道形状改变及通道尺寸变小，有效地提升了基板与盖板之间的键合程度，改善了键合效果，使二者更紧密。
附图说明
图1是聚甲基丙烯酸甲酯PMMA基板经过60%的丙酮乙醇溶液处理5s后，在室温下材料表层杨氏模量测试结果；
图2是聚甲基丙烯酸甲酯PMMA盖板经过60%的丙酮乙醇溶液处理1min后，在室温下材料表层杨氏模量测试结果。
具体实施方式
实施例1
包括以下步骤：
（1）配制体积分数55%的丙酮乙醇溶液，即分别用量筒量取1000ml乙醇、550ml丙酮，混合，再等分成两份，分别标号溶液1和溶液2；
（2）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的盖板，完全浸没在由步骤（1）中制成的溶液1中，浸泡1.25min，取出盖板后，用纯净的氮气吹干，保证盖板上无灰尘杂质；
（3）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的基板，浸泡在由步骤（1）中制成的溶液2中，浸泡8s，取出基板后，用纯净的氮气吹干，保证基板上无灰尘杂质；
（4）将由步骤（2）和步骤（3）处理的盖板与基板置于工作台上进行热压键合；
所述盖板上有微米沟道，基板上有纳米通道；
所述基板上的纳米通道包括纳米沟道和、或纳米凸起；
所述热压健合的参数为：温度85°，压力0.2MPa，时间15min。
实施例2
包括以下步骤：
（1）配制体积分数60%的丙酮乙醇溶液，即分别用量筒量取1000ml乙醇、600ml丙酮，混合，等分成两份，分别标号溶液1和溶液2；
（2）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的盖板，完全浸没在由步骤（1）中制成的溶液1中，浸泡1min，取出盖板后，用纯净的氮气吹干，保证盖板上无灰尘杂质；
（3）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的基板，浸泡在由步骤（1）中制成的溶液2中，浸泡5s，取出基板后，用纯净的氮气吹干，保证基板上无灰尘杂质；
（4）将由步骤（2）和步骤（3）处理的盖板与基板置于工作台上进行热压键合；
所述盖板上有微米沟道，基板上有纳米通道；
所述基板上的纳米通道包括纳米沟道和、或纳米凸起；
所述热压健合的参数为：温度85°，压力0.2MPa，时间15min。
实施例3
包括以下步骤：
（1）配制体积分数65%的丙酮乙醇溶液，即分别用量筒量取1000ml乙醇、650ml丙酮，混合，等分成两份，分别标号溶液1和溶液2；
（2）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的盖板，完全浸没在由步骤（1）中制成的溶液1中，浸泡1.5min，取出盖板后，用纯净的氮气吹干，保证盖板上无灰尘杂质；
（3）将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的基板，浸泡在由步骤（1）中制成的溶液2中，浸泡10s，取出基板后，用纯净的氮气吹干，保证基板上无灰尘杂质；
（4）将由步骤（2）和步骤（3）处理的盖板与基板置于工作台上进行热压键合；
所述盖板上有微米沟道，基板上有纳米通道；
所述基板上的纳米通道包括纳米沟道和、或纳米凸起；
所述热压健合的参数为：温度85°，压力0.2MPa，时间15min。
本发明经过60%丙酮乙醇溶液处理1min的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA盖板，通过试验检测，表层50mm以内杨氏模量显著降低，也就是使盖板的硬度变“软”，见图2；这样在热压健合的过程中就会使盖板与基板连接的更加紧密，缝隙很小。经过60%丙酮乙醇溶液处理5s的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA基板，通过试验检测，表层50mm以内杨氏模量显著升高，也就是使基板的硬度变“硬”，见图1，这样经过热压健合的时候，纳米通道就不会因为加热而发生很大的形变。

Claims (2)

1.一种纳流控芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制体积分数55％-65％的丙酮乙醇溶液，等分成两份，分别标号溶液1和溶液2；
(2)将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的盖板，完全浸没在由步骤(1)中制成的溶液1中，浸泡1min～1.5min，取出盖板后，用纯净的氮气吹干，保证盖板上无灰尘杂质；所述盖板上有微米沟道，基板上有纳米通道；
(3)将由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA制成的基板，浸泡在由步骤(1)中制成的溶液2中，浸泡5s～10s，取出基板后，用纯净的氮气吹干，保证基板上无灰尘杂质，所述基板上的纳米通道包括纳米沟道和、或纳米凸起；
(4)将由步骤(2)和步骤(3)处理的盖板与基板置于工作台上进行热压键合。
2.根据权利要求1所述的一种纳流控芯片的制备方法，其特征在于：所述热压键 合的参数为：温度85°，压力0.2MPa，时间15min。
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