CN116461021A - 一种基于光固化的pdms微柱快速制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，属于微流控芯片技术领域，包括如下步骤：图案设计：使用三维CAD设计绘图软件设计初始模具；初始模具制备：设计几何切片得到分层图片，然后将图片输入光固化打印机打印初始模具；初始模具预处理：将得到的光滑初始模具浸泡于纯酒精中，然后烘干得到预处理后的模具；一次倒模：将预处理的初始模具经过HPMC酸性缓冲溶液浸泡处理，随后将混合后的PDMS倒入、除气、固化和脱模，得到PDMS模具；二次倒模：将得到的PDMS模具进行清洗和烘干，然后采用一次倒模相同的工序，得到PDMS微柱结构。本发明加工方法无需净化室，制作简单，可实现微米级结构制备，解决微柱结构制备技术生产周期长，磨损高，易断裂的问题。

Description

一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法
技术领域
本发明涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法。
背景技术
在生物医学研究中，聚二甲基硅氧烷(PDMS)凭借其自身优势已然成为主流材料。PDMS具备生物兼容性、高透光性、良好的机械性能、透气性以及易于成形等优势，此外将PDMS与软光刻工艺结合，推动了PMDS在微流控系统(MEMS)的应用，为研究提供更好控制的微环境。目前PDMS微柱已广泛应用于细胞培养、化学分析、粒子分选、微混合以及体外疾病研究等。PDMS微柱普遍采用倒模工艺制备而成，其中存在复制倒模、微转印倒模、毛细管倒模以及溶剂辅助微倒模。倒模工艺中初始模具的制备，是制备PMDS微柱的开端。
目前模具可以通过多种加工方式获得，如电镀、微加工以及光刻等。其中结合激光和放电微加工制造金属微模具，此工艺可实现较高精密微结构倒模，但是其工艺繁琐且微结构的侧壁垂直度较差。常用的典型模具SU8光刻胶模具，可较好的保持垂直和尺寸精度，但其具有机械脆性、高昂的费用及较高的时间成本；此外模具需要经过特殊的预处理，且其往往采用有毒的氟化物完成。因此，需要提供一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，为生物兼容性微流控芯片制成提供新的制成方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，解决现有PDMS微结构倒模中制备周期长，费用高昂、步骤繁杂且存在毒性的技术问题。本发明中3D打印技术可在高精度的条件下，短周期内完成生产、成本低，多样式的结构制备，为PDMS倒模模具提供了良好选择。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，包括如下步骤：
A、图案设计：使用三维CAD设计绘图软件设计初始模具；
B、初始模具制备：设计几何切片得到分层图片，然后将图片输入光固化打印机打印初始模具；
C、初始模具预处理：将得到的光滑初始模具浸泡于纯酒精中，然后烘干得到预处理后的模具；
D、一次倒模：将预处理的初始模具经过HPMC酸性缓冲溶液浸泡处理，随后将混合后的PDMS倒入、除气、固化和脱模，得到PDMS模具；
E、二次倒模：将得到的PDMS模具进行清洗和烘干，随后采用一次倒模相同的工序，得到PDMS微柱结构。
进一步地，在步骤A中，三维CAD绘图软件采用SOILDWORKS，同时输出STL格式。使用SOLIDWORKS软件设计初始模具结构，并输出STL格式保存以兼容BMF_3Dslice软件，高还原的实现三维结构的分层堆叠打印。
进一步地，在步骤B中，3D几何模型打印参数为：切片选取10μm层厚，且切片位移精度保证在10μm，然后使用魔方nanoArch S140 3D打印机进行加工，单张图片曝光时间为1.05s，曝光强度27。平台等待时间1200s，平台等待时间可确保单层树脂厚度的均一性。光固化打印使用的树脂为摩方精密科技有限公司提供的HTL耐高温树脂材料。
进一步地，在步骤C中，初始模具浸泡于纯酒精中1h，然后使用使用压缩泵产生的压缩空气将初始模具表面残留的酒精吹干。酒精浸泡时间为1h左右，因为如果浸泡时间过短，初始模具表面上残留的未固化树脂溶解未完全，导致PDMS无法在模具表面处固化；如果浸泡时间过长，初始模具会出现略微的溶胀现象，导致结构严重失真。
进一步地，在步骤D中，PDMS混合组分包括SYLGARD 184silicon单体和交联剂；PDMS混合步骤为：SYLGARD 184silicon单体和交联剂以质量比为10:1混合后，手动搅拌15min。搅拌过程中发现阻力不断减少，这是由于混合后粘度降低造成，充分混合后PDMS中充满气泡，由之前的透明状转换为乳白色。
进一步地，在步骤D中，初始模具经过HPMC溶液浸泡处理2h,然后使用压缩空气去除残留在初始模具表面的HPMC溶液，将初始模具置于密封槽中，接着均匀倒入混合后的PMDS，接着抽取真空0.6MPa保持5min后，经水平台静置48h，真空干燥箱65℃加热19h后固化，最后在脱模前使用冷水冲洗1-2min，待温度冷却至室温手动剥离PDMS模具。
使用真空泵在0.6MPa真空度下抽离气泡，以真空干燥箱进行加热，真空度如果太低，由于表面张力阻碍PDMS无法完全填充模具；如果太大，负压使得PDMS内部不断产生气泡。固化采用静止48h完成，相比加热固化，避免了残留的微泡未逃逸出而PDMS却已固化；此后加热处理是提高PDMS弹性模量以便于脱模。脱模前的冷水冲洗可使得模具和PDMS热胀冷缩发生差异，同时冷却后PDMS弹性模量增加，这将有利于脱模。
进一步地，密封槽制备的具体步骤为：将5mm厚PMMA板使用镭射激光切割所需尺寸作为密封挡板，然后将PET薄膜裁剪为特定尺寸使用双面胶固定，得到可重复利用的密封槽；模具采用PMMA胶固定于密封槽中。
进一步地，在步骤D中，HPMC酸性缓冲溶液的组分包括：柠檬酸(C6H8O7)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)；配置HPMC酸性缓冲溶液的具体参数为：使用粘度为15mPa.s的HPMC和去离子水配置而成，其中HPMC甲氧基含量为28-30％，羟丙基含量为7.0-12％。
HPMC酸性缓冲溶液的配置过程为：
1、配制磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。首先配制0.2mol/L磷酸氢二钠溶液浓度和浓度0.1mol/L柠檬酸溶液，分别采用Na2HPO4·12H2O和C6H8O7完成溶液配制，在100mL去离子水中分别倒入重1.92g的Na2HPO4·12H2O和7.16g的C6H8O7，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌1h使其充分溶解；然后将配制的磷酸氢二钠溶液和柠檬酸溶液按照体积比4.11:15.89进行混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h使其充分混合；最后制成磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液PH 3.0，使用PH试纸检测。
2、配制HPMC溶液。将0.3g粘度为15mPa.s的羟丙基甲基纤维素倒入100mL去离子水中，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌3h使其充分溶解，得到HPMC溶液。
3、配制HPMC酸性缓冲溶液。将步骤1中的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液和步骤2中的HPMC溶液按照体积比1:1进行混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h，得到HPMC酸性缓冲溶液。
HPMC酸性缓冲溶液在处理模具表面形成一层涂层充当抗粘接层，其各成分的比例直接影响到涂层厚度。根据优选配比，HPMC酸性酸性缓冲溶液经气枪吹干后会在模具上形成1μm的涂层，这对微流控尺度的结构影响可忽略，同时研究涂层表面亲水疏水性，发现表面的去离子水接触角大约在20°左右，且可较长时间保持亲水性，这将有利于PDMS疏水面从模具上脱模，确保剥离顺利和结构完整。
PDMS全称是Polydimethylsiloxane，该聚合物是硅氧烷家族中一种有机聚合物。其通过预聚物和交联剂混合反应，使得原本液态的单链预聚物和交联剂生成Si-CH2-CH2-Si键，最终形成网状聚合完成PDMS固化。PDMS具有良好可加工性，可实现高分辨铸模结构，保证微米级结构成形的可靠性。对比传统的硅基或者玻璃基材料，PDMS微柱具有变形性更好，且加工简单，廉价且脆性低等特点。它具有批量化生产微柱微结构的潜力，可以解决微柱结构制备技术生产周期长，磨损高，易断裂等问题。
进一步地，在步骤E中，将得到PDMS模具使用裁剪刀去除周围磨边，然后将PDMS模具分别经过纯酒精和去离子水超声清洗10min，接着使用压缩气体去除残留在PDMS模具表面的液体。
一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法获得的PDSM微柱以及通道中的微柱结构。本发明提供的基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，采用魔方nanoArch S140 3D打印机快速制备初始模具，通过表面预处理、PDMS一次和二次倒模等步骤制作微柱结构，并对其微柱结构进行表征，对其不同微柱形貌，微柱高度以及通道中微柱倒模进行了测试。经测试，本发明方法可以制备不同结构形貌的PDMS微柱，同时PDMS微柱高度也可以在大范围进行调整，具体最大柱高受限于实际仪器性能。此外，可将微柱制备于微通道中，极大提高在微流控芯片中应用场景。以上测试都可重复性完成，且实验条件要求宽松，具有良好的应用前景。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、本发明初始模具获取简单，无需特殊加工工艺，且制造流程简单，便于快速转换不同设计模型。
2、本发明的加工方式简单，耗材廉价且易于获取，实验要求条件较低，PDMS模具可多次重复使用，易于保存，这将有利于该方法的实现和普及。
3、本发明在表面处理过程中全过程无毒，包括酒精和HPMC酸性缓冲溶液，其具有环境友好性，降低实验操作的风险性，且免除了有毒物质的处理费用。
4、本发明的加工方法可满足微流控尺度下的精度要求，相对镭射加工和铣床加工初始模具其特征尺寸在毫米级，本发明的加工方法可以达到微米级。
5、本发明具有批量化生产微柱微结构的潜力，可以解决微柱结构制备技术生产周期长，磨损高，易断裂等问题。
6、本发明的加工方式可实现PDMS微通道中制成微柱结构，其可将PDMS微柱搭建在微流控芯片这一低消耗，高集成，简易平台上，使得PDMS微柱在微流控芯片领域有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明中基于光固化的PDMS微柱快速制备方法的加工流程图；
图2是本发明实施例1加工过程中图案设计为不同形状微柱的倒模结果图，其中a为倒模前的不同形状微柱初始模具的俯视图，b为一次倒模后的初始模具的电镜结果图，c成为一次倒模后得到微坑，d为二次倒模最终得到PDMS微柱的电镜结果图；
图3是本发明实施例2加工过程中图案设计为不同高度正四边棱柱的倒模结果图，其中a为倒模前的不同高度微柱初始模具的侧视图，b为一次倒模后的初始模具的电镜结果图，c成为一次倒模后得到微坑，d为二次倒模最终得到PDMS微柱的电镜结果图；
图4是本发明实施例3加工过程中图案设计为通道中不同形状微柱的倒模结果图，其中a为倒模前的不同高度微柱初始模具的俯视图，b为一次倒模后的初始模具的电镜结果图，c为二次倒模最终得到PDMS微柱的电镜结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
不同形状微柱倒模。
如图1所示，一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，包括如下步骤：
1、图案设计：使用SOLIDWORKS软件设计初始模具的几何结果，并将几何结构输出为STL格式保存。本次设计结构为不同微柱形状倒模，包括圆柱、正三角棱柱、正四边棱柱、正五边棱柱和正六边棱柱。
2、初始模具制备：将设计的STL格式三维结构导入BMF_3Dslice软件进行切片处理，其中切片厚度为10μm，X和Y轴精度为10μm。然后将切片得到的系列图片导入摩方nanoArch S140 3D打印机以switch模式打印，其具体单张图片打印参数为：曝光时间为1.05s，曝光强度27，平台等待时间为1200s。最终通过刀片将打印完成的初始模具与平台分离，初始模具俯视图如图2(a)所示。
3、初始模具表面预处理：将获得初始模具完全浸没在纯酒精中1h，随后使用镊子小心取出，以压缩气体去除表面残留的酒精。
4、准备封闭槽：将5mm后厚PMMA板经镭射激光切割大于模具的边框，随后将100μm厚PET薄膜和PMMA边框以双面胶粘接形成密封槽。
5、HPMC酸性缓冲溶液的配置过程，包括以下步骤：
(1)配制磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。首先使用配制0.2mol/L磷酸氢二钠溶液浓度和浓度0.1mol/L柠檬酸溶液，分别使用Na2HPO4·12H2O和C6H8O7完成溶液配制，在100mL去离子水中分别倒入重1.92g的Na2HPO4·12H2O和7.16g的C6H8O7，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌1h使其充分溶解；然后将配制的磷酸氢二钠溶液和柠檬酸溶液按照体积比4.11:15.89混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h使其充分混合；最后制成磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液PH 3.0，使用PH试纸检测。
(2)配制HPMC溶液。将0.3g粘度为15mPa.s的羟丙基甲基纤维素倒入100mL去离子水中，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌3h使其充分溶解，得到HPMC溶液。
(3)配制HPMC酸性缓冲溶液。将步骤(1)中的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液和步骤(2)中的HPMC溶液按照体积比1:1混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h，得到HPMC酸性缓冲溶液。
6、一次倒模制造PDMS模具：首先将酒精预处理的初始模具经过HPMC缓冲溶液浸泡处理2h，然后使用镊子小心取出，以压缩空气去除残留在初始模具表面的溶液形成表面涂层。然后将初始模具以PMMA胶粘接在密封槽中；接着将质量比为10:1的PDMS单体和交联剂手动混合15min，将PDMS预聚物均匀的浇铸在模具，置于真空泵中5min以去除气泡且完全填充初始模具，其中真空度为0.6Mpa；其次，置于水平台静止48h固化，真空干燥箱以65℃加热19h；最终，从干燥箱取出以冷水冲洗2min中降温，且小心剥离模具获得PDMS模具。倒模后的初始模参考图2(b),得到的PDMS模具俯视图参考图2(c)。
7、二次倒模制作PDMS微柱：首先将获得PDMS模具边缘修剪，先后以纯酒精和去离子水超声清洗10min，之后烘干。此后采用一次倒模相同的工序，最终得到PDMS微柱结构，参考图2(d)。
实施例2
不同高度正四边棱柱倒模。
如图1所示，一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，包括如下步骤：
1、图案设计：使用SOLIDWORKS软件设计初始模具的几何结果，并将几何结构输出为STL格式保存。本次设计结构为不同高度正四边形棱柱，分别为50μm、100μm和150μm。
2、初始模具制备：将设计的STL格式三维结构导入BMF_3Dslice软件进行切片处理，其中切片厚度为10μm，X和Y轴精度为10μm，然后将切片得到的系列图片导入摩方nanoArch S140 3D打印机以switch模式打印，其具体单张图片打印参数：曝光时间为1.05s，曝光强度27，平台等待时间1200s。最终通过刀片将打印完成的初始模具与平台分离，初始模具侧视图如图3(a)所示。
3、初始模具表面处理：将获得初始模具完全浸没在纯酒精中1h，然后使用镊子小心取出，以压缩气体去除表面残留的酒精。
4、准备封闭槽：将5mm后厚PMMA板经镭射激光切割大于模具的边框，然后将100μm厚PET薄膜和PMMA边框以双面胶粘接形成密封槽。
5、HPMC酸性缓冲溶液的配置过程，包括以下步骤：
(1)配制磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。首先使用配制0.2mol/L磷酸氢二钠溶液浓度和浓度0.1mol/L柠檬酸溶液，分别使用Na2HPO4·12H2O和C6H8O7完成溶液配制，在100mL去离子水中分别倒入重1.92g的Na2HPO4·12H2O和7.16g的C6H8O7的经磁力搅拌器以1500rpm搅拌1h充分溶解；随后将配制的磷酸氢二钠溶液和柠檬酸溶液按照体积比4.11:15.89混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h充分混合；最后制成磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液PH 3.0，使用PH试纸检测。
(2)配制HPMC溶液。将0.3g粘度为15mPa.s的羟丙基甲基纤维素倒入100mL去离子水中，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌3h使其充分溶解，得到HPMC溶液。
(3)配制HPMC酸性缓冲溶液。将步骤(1)中的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液和步骤(2)中的HPMC溶液按照1:1比例混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h，得到HPMC酸性缓冲溶液。
6、一次倒模制造PDMS模具：首先将酒精预处理的初始模具经过HPMC缓冲溶液浸泡处理2h，随后使用镊子小心取出，以压缩空气去除残留溶液形成表面涂层。然后将模具以PMMA胶粘接在密封槽中；然后将质量比为10:1PDMS单体和交联剂手动混合15min；将PDMS预聚物均匀的浇铸在模具，置于真空泵中5min以去除气泡且完全填充初始模具，其中真空度为0.6Mpa；其次，置于水平台静止48h固化，真空干燥箱以65℃加热19h；最终，从干燥箱取出以冷水冲洗2min中降温，且小心剥离模具获得PDMS模具。倒模后的初始模参考图2(b),得到的PDMS模具俯视图参考图2(c)。
7、二次倒模制作PDMS微柱：首先将获得PDMS模具边缘修剪，先后以纯酒精和去离子水超声清洗10min，之后烘干。此后采用一次倒模相同的工序，最终得到PDMS微柱结构，参考图2(d)。
实施例3
通道中不同形状微结构倒模。
如图1所示，一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，包括如下步骤：
1、图案设计：使用SOLIDWORKS软件设计初始模具的几何结果，并将几何结构输出为STL格式保存。本次设计结构宽500μm通道中不同微柱结构，包括圆柱、正三角棱柱、正四边棱柱、正五边棱柱和正六边棱柱。
2、初始模具制备：将设计的STL格式三维结构导入BMF_3Dslice软件进行切片处理，其中切片厚度为10μm，X和Y轴精度为10μm，然后将切片得到的系列图片导入摩方nanoArch S140 3D打印机以switch模式打印，其具体单张图片打印参数为：曝光时间为1.05s，曝光强度27，平台等待时间1200s。最终通过刀片将打印完成的初始模具与平台分离，初始模具俯视图如图2(a)所示。
3、初始模具表面处理：将获得初始模具完全浸没在纯酒精中1h，然后使用镊子小心取出，以压缩气体去除表面残留的酒精。
4、准备封闭槽：将5mm后厚PMMA板经镭射激光切割大于模具的边框，随后将100μm厚PET薄膜和PMMA边框以双面胶粘接形成密封槽。
5、HPMC酸性缓冲溶液的配置过程，包括以下步骤：
(1)配制磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液。首先使用配制0.2mol/L磷酸氢二钠溶液浓度和浓度0.1mol/L柠檬酸溶液，分别使用Na2HPO4·12H2O和C6H8O7完成溶液配制，在100mL去离子水中分别倒入重1.92g的Na2HPO4·12H2O和7.16g的C6H8O7，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌1h使其充分溶解；随后将配制的磷酸氢二钠溶液和柠檬酸溶液按照体积比4.11:15.89混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h使其充分混合；最后制成磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液PH 3.0，使用PH试纸检测。
(2)配制HPMC溶液。将0.3g粘度为15mPa.s的羟丙基甲基纤维素倒入100mL去离子水中，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌3h使其充分溶解，得到HPMC溶液。
(3)配制HPMC酸性缓冲溶液。将将步骤(1)中的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液和步骤(2)中的HPMC溶液按照体积比1:1混合，经磁力搅拌器以1500rpm搅拌0.5h，得到HPMC酸性缓冲溶液。
6、一次倒模制造PDMS模具：首先将酒精预处理的初始模具经过HPMC缓冲溶液浸泡处理2h，随后使用镊子小心取出，以压缩空气去除残留溶液形成表面涂层；然后将模具以PMMA胶粘接在密封槽中；将质量比为10:1的PDMS单体和交联剂手动混合15min；随后将PDMS预聚物均匀的浇铸在模具，置于真空泵中5min以去除气泡且完全填充初始模具，其中真空度为0.6Mpa；其次，置于水平台静止48h固化，真空干燥箱以65℃加热19h；最终，从干燥箱取出以冷水冲洗2min中降温，且小心剥离模具获得PDMS模具。倒模后的初始模参考图2(b)。
7、二次倒模制作PDMS微柱：首先将获得PDMS模具边缘修剪，先后以纯酒精和去离子水超声清洗10min，之后烘干。此后采用一次倒模相同的工序，最终得到PDMS微柱结构，参考图4(c)。
本发明使用了一种简单快速的方法制作PDMS微柱，制作流程为使用SOLIDWORKS软件进行初始模具设计—初始模具经BMF 3Dslice软件分层处理—分层图片输入nanoArchS140 3D打印机制作初始模具—初始模具表面预处理——PDMS一次倒模——PDMS二次倒模。其中初始模具表面预处理中，使用纯酒精浸泡1h后以压缩气体吹去残留在初始模具表面的酒精，然后在两次倒模过程中，为确保脱模顺利和结构完成，HPMC酸性缓冲溶液处理成为关键性环节，该酸性缓冲溶液的配置材料容易获取，操作过程简单，设备要求低。整个PDMS微柱制成过程中环境要求低，耗材成本低，操作简单，无需特殊防护，普通实验条件就可实现便于推广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、图案设计：使用三维CAD设计绘图软件设计初始模具；
B、初始模具制备：设计几何切片得到分层图片，然后将图片输入光固化打印机打印初始模具；
C、初始模具预处理：将得到的光滑初始模具浸泡于纯酒精中，然后烘干得到预处理后的模具；
D、一次倒模：将预处理的初始模具经过HPMC酸性缓冲溶液浸泡处理，随后将混合后的PDMS倒入、除气、固化和脱模，得到PDMS模具；
E、二次倒模：将得到的PDMS模具进行清洗和烘干，然后采用一次倒模相同的工序，得到PDMS微柱结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：在步骤A中，三维CAD绘图软件采用SOILDWORKS，同时输出STL格式。
3.根据权利要求1所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：在步骤B中，3D几何模型打印参数为：切片选取10μm层厚，且切片位移精度保证在10μm，然后使用魔方nanoArch S140 3D打印机进行加工，单张图片曝光时间为1.05s，曝光强度27。
4.根据权利要求1所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：在步骤C中，初始模具浸泡于纯酒精中1h，然后使用压缩空气将初始模具表面残留的酒精吹干。
5.根据权利要求1所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：在步骤D中，PDMS混合组分包括SYLGARD 184silicon单体和交联剂；PDMS混合步骤为：SYLGARD184silicon单体和交联剂以质量比为10:1混合后，手动搅拌15min。
6.根据权利要求1所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：在步骤D中，初始模具经过HPMC溶液浸泡处理2h,然后使用压缩空气去除残留在初始模具表面的HPMC溶液，将初始模具置于密封槽中，接着均匀倒入混合后的PMDS，接着抽取真空0.6MPa保持5min后，经水平台静置48h，真空干燥箱65℃加热19h后固化，最后在脱模前使用冷水冲洗1-2min，待温度冷却至室温手动剥离PDMS模具。
7.根据权利要求6所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：密封槽制备的具体步骤为：将5mm厚PMMA板使用镭射激光切割所需尺寸作为密封挡板，然后将PET薄膜裁剪为特定尺寸使用双面胶固定，得到可重复利用的密封槽；模具采用PMMA胶固定于密封槽中。
8.根据权利要求1所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：在步骤D中，HPMC酸性缓冲溶液的组分包括：柠檬酸(C6H8O7)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)；配置HPMC酸性缓冲溶液的具体参数为：使用粘度为15mPa.s的HPMC和去离子水配置而成，其中HPMC甲氧基含量为28-30％，羟丙基含量为7.0-12％。
9.根据权利要求1所述的一种基于光固化的PDMS微柱快速制备方法，其特征在于：在步骤E中，将得到PDMS模具使用裁剪刀去除周围磨边，然后将PDMS模具分别经过纯酒精和去离子水超声清洗10min，接着使用压缩气体去除残留在PDMS模具表面的液体。
10.一种如权利要求1所述基于光固化的PDMS微柱快速制备方法获得的PDSM微柱以及通道中的微柱结构。
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