CN117067466B - 一种光电微流控装置制作方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光电微流控装置制作方法，属于光电镊设备技术领域，方法包括：提供阳膜结构，其中，阳膜结构上具有所需通孔对应的图案结构；在阳膜结构上浇筑预聚物，预聚物漫过通孔；在预聚物上压制压制件，压制件上与通孔相对处设置有抑制剂，抑制剂用于抑制通孔处的预聚物固化；预聚物固化后，去除压制件以及阳膜结构；键合基底材料，形成光电微流控装置。本发明不受限于阳模结构、尺寸等因素限制，可完美匹配光电微流控装置或其它任何一种需要具有通孔结构的微流控装置，尤其是在应对高度阵列化的通孔结构中，比其它方法具有更简便操作和更高产品质量等优势。
Description
技术领域
本发明属于光电镊设备技术领域，尤其涉及一种光电微流控装置制作方法。
背景技术
光电微流控装置是基于微纳尺度，在现有微流控装置中添加光电效应而产生的一种装置，可用于处理和操控流体中所含目标物。近几年来，因其独特的优势在生物、医学等领域迅速发展，发挥着越来越重要的作用。微流控芯片的制作材料一般采用硅、玻璃或高分子有机材料，其中高分子有机材料中一种名为聚二甲基硅氧烷（以下简称：PDMS）的材料，因其具有易浇注、高透明、化学惰性好、生物相容性好、价格便宜等优势而在微流控领域得到广泛的应用。
然而，以PDMS作为材料制作的微流控装置，往往难以具有通孔结构，这也就限制了其在以介电泳力作为微液滴、细胞等颗粒的操控力的光电微流控装置中的使用，由于使用PDMS 制作的微流控装置多是采用模具浇注的制作工艺，无法形成通孔结构，导致透光率的减弱，以及对光电微流控装置内部电场的影响，使得介电泳力无法发挥作用。
发明内容
本发明提供了一种光电微流控装置制作方法，可以解决使用 PDMS 制作的微流控装置采用模具浇注的制作工艺而无法形成通孔结构，导致透光率的减弱，以及对光电微流控装置内部电场的影响，使得介电泳力无法发挥作用的技术问题。
本发明提供的技术方案如下所示：
一方面，提供了一种光电微流体装置制作方法，所述方法包括：
提供阳膜结构，其中，所述阳膜结构上具有通孔所对应的图案结构；
在所述阳膜结构上浇筑预聚物，所述预聚物漫过所述结构；
在所述预聚物上压制压制件，所述压制件上与所述通孔相对处设置有抑制剂，所述抑制剂用于抑制所述通孔处的预聚物固化；
所述预聚物固化后，去除所述压制件以及所述阳膜结构；
键合基底材料，形成所述光电微流控装置。
在一种可选的实施例中，提供阳膜结构包括对所述阳膜结构进行预清洗，喷涂预聚物脱模剂；
在所述阳膜结构上浇筑预聚物，包括：在真空环境下处理所述预聚物中的气泡，所述预聚物基于自身重力流动填充所述阳膜结构。
在一种可选的实施例中，所述盖片材料采用透光性材料，且所述盖片材料键合面镀有高透光性金属导电薄膜，在键合前做硅烷化处理。
在一种可选的实施例中，所述基底材质包括硅和/或镀有导电薄膜的导电玻璃。
在一种可选的实施例中，所述阳膜结构采用光刻胶或金属材质制作。
在一种可选的实施例中，所述压制件包括压片与通孔抑制层薄膜，所述通孔抑制层薄膜一端与所述压片贴附，另一端接触预聚物表面。
在一种可选的实施例中，所述通孔抑制膜层分子结构包括相连接的连接端与抑制端，连接端与压片连接，抑制端直接接触预聚物表面，以发挥抑制预聚物固化的作用。
在一种可选的实施例中，所述预聚物为聚二甲基硅氧烷。
在一种可选的实施例中，所述预聚物浇筑在所述阳膜结构上的高度漫过所述阳膜结构预设距离。
还一方面，提供了一种光电微流控装置，所述装置采用上述任一所述方法制作，所述装置包括基底材料，位于所述基底材料上的预聚物层，键合在所述预聚物上的盖片。
本发明实施例提供的方法至少具有以下有益效果：
本发明实施例提供的方法制备的装置采用浇注PDMS预聚物的方式，可满足PDMS固化后的结构不会出现缺失，未填充完全等情况；本发明实施例采用压制件压制的方法，可制备出表面平整度较好的PDMS结构；本发明实施例采用抑制剂对压片进行处理后，可完美抑制通孔结构处的PDMS固化，形成所需要的通孔结构，工艺简单方便，可操作性高，制品质量与效率相较于其它方法得到大幅度提升；本发明实施例不受限于阳模结构、尺寸等因素限制，可完美匹配光电微流控装置或其它任何一种需要具有通孔结构的微流控装置，尤其是在应对高度阵列化的通孔结构中，比其它方法具有更简便操作和更高产品质量等优势。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了一种光电微流控装置制作方法流程示意图；
图2示出了一种采用光电微流控装置制作方法制作的光电微流控装置结构示意图；
图3示出了一种采用光电微流控装置制作方法制作的光电微流控装置过程示意图；
图4示出了一种阳膜结构主视图；
图5示出了一种阳膜结构俯视图。
其中，附图标记为：
1-阳膜结构，2-预聚物，3-压制件，31-压片，32-通孔抑制层薄膜，101-通孔对应的图案结构，4-基底材料，5-盖片。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
一方面，请参见图1-图5，本发明实施例提供了一种光电微流控装置制作方法，方法包括：
S1、提供阳膜结构1，其中，阳膜结构1上具有通孔对应的图案结构101。
S2、在阳膜结构1上浇筑预聚物2，预聚物2漫过通孔对应的图案结构101。
S3、在预聚物2上压制压制件3，压制件3上与通孔对应的图案结构101相对处设置有抑制剂，抑制剂用于抑制通孔对应的图案结构101处的预聚物2固化。
S4、预聚物2固化后，去除压制件3以及阳膜结构1。
S5、键合基底材料4，形成光电微流控装置。
以下将通过可选的实施例进一步解释和说明本发明实施例提供的方法和装置。
S1、提供阳膜结构1，其中，阳膜结构1上具有通孔对应的图案结构101。
参见图1和图5，需要说明的是，阳膜结构1的高度，阳膜结构1内的单流道等尺寸与最终要制备的微流控装置的尺寸一致。阳膜结构1可以为矩形，阳膜结构1上设置有多个通孔对应的图案结构101。
S2、在阳膜结构1上浇筑预聚物2，预聚物2漫过通孔对应的图案结构101。
在一种可选的实施例中，预聚物2浇筑在阳膜结构1上的高度漫过阳膜结构1预设距离。
在阳膜结构1上浇筑预聚物2，预聚物2进入阳膜结构1内的单流道，并且漫过通孔对应的图案结构101，即预聚物2的高度大于通孔对应的图案结构101的高度，示例的，预聚物2的高度可以高于通孔对应的图案结构101高度1㎜~2㎜。示例的，预聚物2的高度可以高于通孔对应的图案结构101高度1㎜、1.5㎜或2㎜等。
参见图3，S3、在预聚物2上压制压制件3，压制件3上与通孔对应的图案结构101相对处设置有抑制剂，抑制剂用于抑制通孔对应的图案结构101处的预聚物2固化。
压制件3的表面平整光滑，压制在预聚物2上，使预聚物2填充在阳膜结构1的所有缝隙内。在压制件3上设置有抑制剂，抑制剂在压制件3与预聚物2压制的时候刚好与预聚物2接触，进而避免通孔对应的图案结构101结构处的预聚物2固化。
进一步地，抑制剂在压制件3上的位置可以根据通孔对应的图案结构101的位置设置，抑制剂设置多少可以根据通孔对应的图案结构101的大小和深度确定，抑制剂的含量要保证通孔对应的图案结构101内的预聚物2不固化的目的。
抑制剂可以抑制预聚物2固化剂中铂催化剂发挥作用，从而抑制预聚物2固化。
S4、预聚物2固化后，去除压制件3以及阳膜结构1。
等待PDMS预聚物2热固化之后，将压制件3剥离，需要形成通孔101位置的PDMS被抑制剂抑制而未能固化，其它位置的PDMS不受影响可正常固化成型。
参见图2，将阳膜结构1从PDMS预聚物2结构剥落，与光电微流控盖片5键合，光电微流控装置的盖片5一般采用玻璃等高透光性的材料，可预先做硅烷化处理，硅烷化处理是指在玻璃的表面增加一层以硅基为主的透明薄膜，可加强PDMS与盖片5键合强度。
S5、键合基底材料4，形成光电微流控装置。
在一种可选的实施例中，提供阳膜结构1包括对阳膜结构1进行预清洗，喷涂预聚物2脱模剂；
在一种可选的实施例中，预聚物2为聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）。
在对阳膜结构1填充预聚物2时，对阳膜结构1进行预清洗，将阳膜结构1处理干净，喷涂PDMS预聚物2脱模剂。
在阳膜结构1上浇筑PDMS预聚物2，包括：在真空环境下处理阳膜结构1中的气泡，PDMS预聚物2基于自身重力流动充满阳膜结构1。
所使用阳膜结构1需预先清理干净，喷涂PDMS预聚物2专用脱模剂，阳膜结构1水平放置，向阳膜结构1浇注PDMS预聚物2之前，需先在真空环境下将其中气泡处理干净，浇注过程中防止混入气体或其它颗粒等杂质，等待PDMS预聚物2自流填充满模具结构。
在一种可选的实施例中，基底材料4采用透光性材料，且基底材料4在键合前做硅烷化处理。
基底材料4因镀有以硅基为主的光电薄膜，可与PDMS聚合物产生强有力的键合效果。
在一种可选的实施例中，基底材质包括硅和/或镀有导电薄膜的导电玻璃。
在一种可选的实施例中，阳膜结构1采用光刻胶或金属材质制作。
在一种可选的实施例中，压制件3包括压片31与通孔抑制层薄膜32，抑制层薄膜一端与压片31连接，另一端直接接触预聚物材料。
PDMS固化抑制剂是采用螯合剂，具体是指以螯合有机硅烷为代表的有机物试剂，诸如硅烷化鳌合化合物氨基乙基-氨基丙基三甲氧基硅烷(简称：AEAPS)等。使用方式：采用浸泡或旋涂或喷涂或沉积或其它的方式使其均匀分布在玻璃板或其它平整制板上，热烘干后作为抑制板使用。
在本发明实施例中，采用浸泡或旋涂或喷涂或沉积或其它的方式使抑制剂均匀分布在抑制件表面。
在一种可选的实施例中，通孔处抑制件包括相连接的连接端与抑制端，连接端与压片31连接，抑制端直接接触未固化的预聚物表面。
还一方面，提供了一种光电微流控装置，装置采用上述任一方法制作，装置包括基底材料4，位于基底材料4上的预聚物2层，键合在预聚物2上的盖片5。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种光电微流控装置制作方法，其特征在于，所述方法包括：
提供阳膜结构，其中，所述阳膜结构上具有所需通孔对应的图案结构；
在所述阳膜结构上浇筑预聚物，所述预聚物漫过所述通孔所对应的图案结构；
在所述预聚物上压制压制件，所述压制件上与所述通孔相对处设置有抑制剂，所述抑制剂用于抑制所述通孔处的预聚物固化；
所述预聚物固化后，去除所述压制件以及所述阳膜结构；
键合基底材料，形成所述光电微流控装置；
所述装置包括基底材料，位于所述基底材料上的预聚物层，键合在所述预聚物上的盖片。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供阳膜结构包括对所述阳膜结构进行预清洗，喷涂预聚物脱模剂；
在所述阳膜结构上浇筑预聚物，包括：在真空环境下处理所述预聚物中的气泡，所述预聚物基于自身重力流动充满所述阳膜结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盖片材料采用透光性材料，且所述盖片材料键合面镀有高透光性导电薄膜，在键合前做硅烷化处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基底材质包括硅和/或镀有导电薄膜的导电玻璃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳膜结构采用光刻胶或金属材质制作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压制件包括压片与通孔抑制层薄膜，所述通孔抑制层薄膜一端与所述压片贴附，另一端接触预聚物表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通孔抑制层薄膜包括相连接的连接端与抑制端，连接端与压片连接，抑制端接触预聚物表面。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预聚物为聚二甲基硅氧烷。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预聚物浇筑在所述阳膜结构上的高度漫过所述阳膜结构预设距离。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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