WO2018076432A1 - 生物相容性封装磁性机器人及其制备方法 - Google Patents

生物相容性封装磁性机器人及其制备方法 Download PDF

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magnetic
preparing
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李晖
陈静
张南南
王磊
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Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
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Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00023—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems without movable or flexible elements
    • B81C1/00103—Structures having a predefined profile, e.g. sloped or rounded grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B1/00—Devices without movable or flexible elements, e.g. microcapillary devices

Definitions

  • the invention relates to the field of micro-nano precision processing technology, in particular to a biocompatible package magnetic robot and a preparation method thereof.
  • Micro-robots based on magnetic control make them particularly suitable for operation in tight and closed environments due to their small size and free unconstrained motion.
  • it due to its biocompatibility and chemical resistance, it minimizes damage to living samples. It has great application prospects in the direction detection and targeted drug loading in the human body, the transportation of particles in the microfluidic channel, and the handling, classification and assembly of microscopic objects in the chip laboratory.
  • micro-electro-mechanical systems technology MEMS
  • MEMS micro-electro-mechanical systems technology
  • the magnetic drive has the advantages of strong controllability, greater power, wide operating range and no damage, especially suitable for biomedical applications, especially for living intervention applications.
  • biomedical applications especially for living intervention applications.
  • magnetic micro-robots mainly include the following: fused deposition molding method, etching method, laser cutting method, integrated photomask micro-molding method, micro-machining method, two-photon polymerization method, and the like.
  • micro-robots made by the above methods make the magnetic materials exposed to the external environment, and the magnetic robots cannot be guaranteed to have good biocompatibility and chemical resistance.
  • a method for preparing a biocompatible package magnetic robot comprising:
  • a developing operation is performed on the third prefabricated layer structure to obtain a biocompatible package magnetic robot.
  • the magnetic composite consists of neodymium iron boron magnetic powder and SU-8 photoresist.
  • the magnetic composite consists of a mass fraction of 60% neodymium iron boron magnetic powder and a SU8% photoresist having a mass fraction of 40%.
  • the neodymium iron boron magnetic powder has an average diameter of 2 ⁇ m.
  • the SU-8 photoresist is spin-coated on the Omnicoat sacrificial layer by spin coating at a spin coating speed of 400-600 rpm for 3-8 s, and at a spin coating speed of 1800-2000 rpm. Spin coating for 30s.
  • the magnetic composite material is prepared by mixing a mass fraction of 60% neodymium iron boron magnetic powder and a mass fraction of 40% SU-8 photoresist in a microcentrifuge tube.
  • the magnetic composite material before the magnetic composite material is coated on the SU-8 base layer, the magnetic composite material is vortexed at 3000 r/min for 30 min to achieve the magnetic composite material in SU-8 light. Uniform distribution in the engraving.
  • the exposure energy for patterning the second prefabricated layer structure is 130 mJ/cm 2 .
  • the developing the second prefabricated layer structure is performed by: immersing the second prefabricated layer structure in a SU-8 photoresist developer to remove uncrosslinked SU- 8 photoresist, then washed with deionized water and air dried;
  • the developing operation of the third prefabricated layer structure is: immersing the third prefabricated layer structure in a SU-8 photoresist developer to remove the uncrosslinked SU-8 photoresist, and then using Wash with deionized water and air dry.
  • the first prefabricated layer structure is baked by baking the first prefabricated layer structure at 60-70 ° C for 1.5-3 min, then baking at 90-100 ° C. -5min.
  • the image forming the first prefabricated layer structure is baked by baking the first prefabricated layer structure after imagewise exposure at 60-70 ° C for 1.5-3 min. Then bake at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the second prefabricated layer structure is baked by baking the second prefabricated layer structure at 60-70 ° C for 1.5-3 min, then baking at 90-100 ° C. -5min.
  • the patterning and exposing the second pre-formed layer structure is performed by baking the second pre-formed layer structure after the pattern exposure at 60-70 ° C for 1.5-3 min. Then bake at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the third prefabricated layer structure is baked by: The third prefabricated layer structure is baked at 60-70 ° C for 1.5-3 min and then baked at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the baking of the patterned third exposed layer structure is performed by baking the patterned third exposed layer structure at 60-70 ° C for 1.5-3 minutes. Then bake at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the time to graphically expose the first prefabricated layer structure is 20-35 s.
  • the time to graphically expose the second prefabricated layer structure is 25-35 s.
  • the time for the graphical exposure of the third prefabricated layer structure is 25-35 s.
  • a biocompatible package magnetic robot obtained by the above preparation method.
  • the biocompatible package magnetic robot has biocompatibility and chemical resistance because the magnetic particles are completely encapsulated in the inert SU-8 layer. Mass production is achieved in a single use with simple multi-layer lithography, increasing time and cost effectiveness.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a preparation method of a biocompatible package magnetic robot according to an embodiment
  • FIG. 2 is a partial structural optical micrograph of a biocompatible packaged magnetic robot of an embodiment.
  • a method for preparing a biocompatible package magnetic robot includes:
  • the Omnicoat sacrificial layer is spin coated on a silicon wafer at 2000 rpm/s as shown in a of Figure 1, resulting in a 10-15 nm thick Omnicoat sacrificial layer.
  • the SU-8 photoresist is spin coated on the Omnicoat sacrificial layer to provide a 15 micron thick SU-8 photoresist layer.
  • the SU-8 photoresist is spin-coated on the Omnicoat sacrificial layer by spin coating at a spin coating speed of 400-600 rpm for 3-8 s and spin coating at 1800-2200 rpm for 30 s.
  • the baking operation is baking at 60-70 ° C for 1.5-3 min, and then baking at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the light intensity of the ultraviolet light source was 4.33 mW/cm 2 .
  • the exposure time is 20-35s.
  • the exposure energy of the patterned exposure is 130 mJ/cm 2 .
  • the crosslinked and uncrosslinked SU-8 photoresist regions are formed after pattern exposure.
  • the first prefabricated layer structure after imagewise exposure is baked.
  • the baking operation is baking at 60-70 ° C for 1.5-3 min, then baking at 90-100 ° C 3-5min.
  • a 20 micron thick magnetic composite is coated on the SU-8 base layer to provide a second prefabricated layer structure.
  • the magnetic composite consists of neodymium iron boron magnetic powder and SU-8 photoresist. In one embodiment, the magnetic composite consists of a mass fraction of 60% neodymium iron boron magnetic powder and a SU8% photoresist having a mass fraction of 40%.
  • the neodymium iron boron magnetic powder has an average diameter of 2 microns.
  • the magnetic composite material is prepared by mixing a mass fraction of 60% neodymium iron boron magnetic powder and a mass fraction of 40% SU-8 photoresist by mixing in a microcentrifuge tube.
  • the magnetic composite was vortexed for 30 min at 3000 r/min prior to use.
  • the above method can avoid precipitation of the magnetic composite material, thereby obtaining a magnetic composite material having uniform dispersion.
  • the baking operation is baking at 60-70 ° C for 1.5-3 min, and then baking at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the second prefabricated layer structure is subjected to pattern exposure under irradiation of an ultraviolet light source.
  • the light intensity of the ultraviolet light source was 4.33 mW/cm 2 .
  • the exposure time is 25-35s.
  • the exposure energy of the patterned exposure is 130 mJ/cm 2 .
  • the cured magnetic composite region and the uncured magnetic composite region are formed after pattern exposure.
  • the baking operation is baking at 60-70 ° C for 1.5-3 min, and then baking at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the developing operation of the second prefabricated layer structure is: placing the second prefabricated layer structure Soaked in SU-8 photoresist developer to remove uncrosslinked SU-8 photoresist, rinse with deionized water and air dry.
  • the uncrosslinked SU-8 photoresist is removed to develop the cured magnetic composite.
  • a 15 micron thick SU-8 photoresist is applied to the outer surface of the second prefabricated layer structure to obtain a third prefabricated layer structure.
  • the baking operation is baking at 60-70 ° C for 1.5-3 min, and then baking at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the light intensity of the ultraviolet light source was 4.33 mW/cm 2 .
  • the exposure time is 25-35s.
  • the exposure energy of the patterned exposure is 130 mJ/cm 2 .
  • the baking operation is baking at 60-70 ° C for 1.5-3 min, and then baking at 90-100 ° C for 3-5 min.
  • the third prefabricated layer is subjected to a development operation by immersing the third prefabricated layer structure in the SU-8 photoresist developer to remove the uncrosslinked SU-8.
  • the photoresist was washed with deionized water and air dried.
  • the biocompatible package magnetic robot has biocompatibility and chemical resistance because the magnetic particles are completely encapsulated in the inert SU-8 layer. Mass production is achieved in a single use with simple multi-layer lithography, increasing time and cost effectiveness. In addition, the properties of the material can be customized by controlling the ratio of metal to polymer groups. These magnetic biocompatible packaged magnetic robots are capable of operating in a wide variety of complex environments.
  • the biocompatible package magnetic robot is a biocompatible package magnetic robot obtained according to the preparation method of the above method.
  • ad represents the high-resolution large-core core SU-8 geometry
  • e represents the controllable heterogeneity of the Janus particle exhibiting magnetic particle density
  • f represents the high-resolution internal and external shape of SU- 8 microstructures
  • g represents the profile data of the biocompatible packaged magnetic robot in c.
  • these composite structures exhibit similar clean, vertical sidewall geometries as compared to pure SU-8 patterning.
  • the surface roughness of the top surface was 1 ⁇ m using a white light scanning interferometry (Zygo Newview 5000 profile scanner).
  • the above biocompatible package magnetic robot is prepared from three layers of photosensitive materials.
  • the outer two skin layers are SU-8 photoresist, and the inner core layer is a magnetic composite of NdFeB magnetic powder and SU-8 photoresist.
  • the magnetic biocompatible package magnetic robot is made biocompatible and chemical resistant.

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Abstract

一种生物相容性封装的磁性微机器人及其制备该磁性微机器人的方法，所述方法包括：提供硅片，在硅片上制备Omnicoat牺牲层；在Omnicoat牺牲层上旋涂SU‑8光刻胶形成SU‑8基层；得到第一预制层结构；进行烘烤；进行图形化曝光；在65℃烘烤2分钟，然后在95℃烘烤2分钟；在SU‑8基层上涂覆磁性复合材料，进行烘烤；进行图形化曝光；在65℃烘烤2分钟，然后在95℃烘烤2分钟；进行显影操作,去离子水清洗，风干；涂覆SU‑8光刻胶；进行烘烤；图形化曝光；在65℃烘烤2分钟，然后在95℃烘烤2分钟；进行显影操作，去离子水清洗，风干；得到生物相容性封装的磁性微机器人，所述磁性封装微机器人的生物相容性和耐化学性较好。

Description

生物相容性封装磁性机器人及其制备方法 技术领域
本发明涉及微纳精密加工技术领域，特别涉及一种生物相容性封装磁性机器人及其制备方法。
背景技术
随着微观活性样本的操作要求越来越高，传统的微操作系统逐渐表现出其局限性，例如不可避免地对活体样本产生机械损伤、运动空间有限以及无法适用严格无污染的流体环境等。基于磁力控制的微型机器人凭借微小的尺寸和自由无约束的运动方式使其特别适合在狭小且封闭的环境中工作。同时，由于自身的生物兼容性和耐化学性，使其最大限度地降低了对活体样本的伤害。在人体内的定向检测和靶向载药、微流体通道中微粒的运输以及芯片实验室中微观物体的搬运、分类、装配方面具有很大的应用前景。
近十几年来，新的超精密加工技术和新型功能材料推动着微机电系统技术(MEMS)快速发展。微型机器人的出现对工业甚至对我们的日常生活产生广泛影响。磁力驱动还有可控性强、动力更大、作业范围广和无伤害性的优点，特别适用于生物医学领域尤其是活体介入应用等。例如核电站的管道探伤、生物医学的诊断治疗。目前制作磁性微机器人的主要包括以下几种：熔融沉积成型法、刻蚀法、激光切割法、集成光掩膜微塑型法、微型机械加工法、双光子聚合法等。
以上几种方法制得的微型机器人使得磁性材料都暴露在外部环境中，无法保证磁性机器人具有较好的生物兼容性和耐化学性。
发明内容
基于此，有必要提供一种耐化学性较好的生物相容性封装磁性机器人及其制备方法。
一种生物相容性封装磁性机器人的制备方法，包括：
提供硅片，在所述硅片上制备Omnicoat牺牲层；
在所述Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶形成SU-8基层，得到第一预制层结构；
将所述第一预制层结构进行烘烤；
采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对所述第一预制层结构进行图形化曝光；
将图像化曝光后的所述第一预制层结构进行烘烤；
在所述第一预制层结构上涂覆磁性复合材料，得到第二预制层结构；
将所述第二预制层结构进行烘烤；
采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对所述第二预制层结构进行图形化曝光；
将图形化曝光后的所述第二预制层结构进行烘烤；
对所述第二预制层结构进行显影操作；
在所述第二预制层结构的外表面涂覆SU-8光刻胶，得到第三预制层结构；
将所述第三预制层结构进行烘烤；
采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对所述第三预制层结构进行图形化曝光；
将图形化曝光后的所述第三预制层结构进行烘烤；
对所述第三预制层结构进行显影操作，得到生物相容性封装磁性机器人。
在其中一个实施例中，所述磁性复合材料由汝铁硼磁粉和SU-8光刻胶组成。
在其中一个实施例中，所述磁性复合材料由质量分数为60％汝铁硼磁粉和质量分数为40％的SU-8光刻胶组成。
在其中一个实施例中，所述汝铁硼磁粉的平均直径为2微米。
在其中一个实施例中，所述在所述Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶为：先以旋涂速度为400-600rpm旋涂3-8s，再以旋涂速度为1800-2000rpm旋涂30s。
在其中一个实施例中，所述磁性复合材料的制备方法为：在微量离心管中混合质量分数为60％汝铁硼磁粉与质量分数为40％的SU-8光刻胶。
在其中一个实施例中，在所述SU-8基层上涂覆磁性复合材料之前，将所述磁性复合材料在3000r/min的条件下涡旋30min，实现所述磁性复合材料在SU-8光刻胶中的均匀分布。
在其中一个实施例中，所述对所述第二预制层结构进行图形化曝光的曝光能量为130mJ/cm2。
在其中一个实施例中，所述对所述第二预制层结构进行显影操作为：将所述第二预制层结构置于SU-8光刻胶显影剂中浸泡，除去未交联的SU-8光刻胶，再用去离子水清洗后风干；
所述对所述第三预制层结构进行显影操作为：将所述第三预制层结构置于SU-8光刻胶显影剂中浸泡，除去未交联的SU-8光刻胶，再用去离子水清洗后风干。
在其中一个实施例中，将所述第一预制层结构进行烘烤的操作为：将所述第一预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
在其中一个实施例中，将图像化曝光后的所述第一预制层结构进行烘烤的操作为：将图像化曝光后的所述第一预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
在其中一个实施例中，将所述第二预制层结构进行烘烤的操作为：将所述第二预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
在其中一个实施例中，将图形化曝光后的所述第二预制层结构进行烘烤的操作为：将图形化曝光后的所述第二预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
在其中一个实施例中，将所述第三预制层结构进行烘烤的操作为：将所述 第三预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
在其中一个实施例中，将图形化曝光后的所述第三预制层结构进行烘烤的操作为：将图形化曝光后的所述第三预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
在其中一个实施例中，对所述第一预制层结构进行图形化曝光的时间为20-35s。
在其中一个实施例中，对所述第二预制层结构进行图形化曝光的时间为25-35s。
在其中一个实施例中，对所述第三预制层结构进行图形化曝光的时间为25-35s。
一种生物相容性封装磁性机器人，所述生物相容性封装磁性机器人为采用上述制备方法获得的所述生物相容性封装磁性机器人。
上述生物相容性封装磁性机器人及其制备方法中，由于磁性粒子完全封装在惰性的SU-8层里，使得该生物相容性封装磁性机器人具有生物兼容性和耐化学性。使用简单的多层光刻，可一次性实现批量生产，提高了时间和成本效益。
附图说明
图1为一实施方式的生物相容性封装磁性机器人的制备方法示意图；及
图2为一实施方式的生物相容性封装磁性机器人的部分结构光学显微图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
值得说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”或“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电加接；可以是直接连接，也可以通过中间元件间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，一实施方式的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，包括：
S101、提供硅片，在硅片上制备Omnicoat牺牲层。
在一实施方式中，如图1中a所示，在硅片上以2000rpm/s旋涂涂覆Omnicoat牺牲层，得到10-15纳米厚的Omnicoat牺牲层。
S102、在Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶形成SU-8基层，得到第一预制层结构。
在一实施方式中，如图1中a所示，在Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶，得到15微米厚的SU-8光刻胶层。
在一实施方式中，在Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶为：先以旋涂速度为400-600rpm旋涂3-8s，再以旋涂速度为1800-2200rpm旋涂30s。
S103、将第一预制层结构进行烘烤。
具体的，烘烤操作为在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
S104、采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对第一预制层结构进行图形化曝光。
具体的，紫外线光源的光强度为4.33mW/cm2。曝光时间为20-35s。
在一实施方式中，图形化曝光的曝光能量为130mJ/cm2。
如图1中b所示，图形化曝光后形成交联的和未交联的SU-8光刻胶区域。
S105、将图像化曝光后的第一预制层结构进行烘烤。
具体的，烘烤操作为在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤 3-5min。
S106、在第一预制层结构上涂覆磁性复合材料，得到第二预制层结构。
在一实施方式中，如图1中的c所示，在SU-8基层上涂覆20微米厚的磁性复合材料，得到第二预制层结构。
在一实施方式中，所述磁性复合材料由汝铁硼磁粉和SU-8光刻胶组成。在一实施方式中，磁性复合材料由质量分数为60％汝铁硼磁粉和质量分数为40％的SU-8光刻胶组成。
在一实施方式中，汝铁硼磁粉的平均直径为2微米。
在一实施方式中，磁性复合材料的制备方法为：采用微量离心管中混合将质量分数为60％汝铁硼磁粉和质量分数为40％的SU-8光刻胶进行混合。
在一实施方式中，为避免磁性微粒沉淀和获得均匀的离散度复合材料，在使用之前将磁性复合材料在3000r/min的条件下涡旋30min。上述方法可以避免磁性复合材料沉淀，从而可以获得均匀离散度的磁性复合材料。
S107、将第二预制层结构进行烘烤。
具体的，烘烤操作为在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
S108、采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对第二预制层结构进行图形化曝光。
具体的，紫外线光源的光强度为4.33mW/cm2。曝光时间为25-35s。
在一实施方式中，图形化曝光的曝光能量为130mJ/cm2。
在一实施方式中，如图1中d所示，图形化曝光后形成固化磁性复合材料区域和未固化磁性复合材料区域。
S109、将图形化曝光后的第二预制层结构进行烘烤。
具体的，烘烤操作为在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
S110、对第二预制层结构进行显影操作。
在一实施方式中，对第二预制层结构进行显影操作为：将第二预制层结构 置于SU-8光刻胶显影剂中浸泡，除去未交联的SU-8光刻胶，再用去离子水清洗后风干。
在一实施方式中，如图1中e所示，除去未交联的SU-8光刻胶将固化的磁性复合材料显影出来。
S111、在第二预制层结构的外表面涂覆SU-8光刻胶，得到第三预制层结构。
在一实施方式中，如图1中f所示，在第二预制层结构的外表面涂覆15微米厚的SU-8光刻胶，得到第三预制层结构。
S112、对所述第三预制层结构进行烘烤。
具体的，烘烤操作为在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
S113、采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对第三预制层结构进行图形化曝光。
具体的，紫外线光源的光强度为4.33mW/cm2。曝光的时间为25-35s。
在一实施方式中，图形化曝光的曝光能量为130mJ/cm2。
S114、将图形化曝光后的第三预制层结构进行烘烤。
具体的，烘烤操作为在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
S115、对第三预制层结构进行显影操作，得到生物相容性封装磁性机器人。
在一实施方式中，如图g所示，对第三预制层结构进行显影操作为：将第三预制层结构置于SU-8光刻胶显影剂中浸泡，除去未交联的SU-8光刻胶，再用去离子水清洗后风干。
上述生物相容性封装磁性机器人及其制备方法中，由于磁性粒子完全封装在惰性的SU-8层里，使得该生物相容性封装磁性机器人具有生物兼容性和耐化学性。使用简单的多层光刻，可一次性实现批量生产，提高了时间和成本效益。此外，通过控制金属与聚合物基的比例，可以自定义材料的属性。使得这些磁性生物相容性封装磁性机器人能在各种各样的复杂环境中作业。
请参阅图2，在一实施方式中，一种生物相容性封装磁性机器人，生物相容性封装磁性机器人为根据上述方法的制备方法获得的生物相容性封装磁性机器人。
如图2所示，a-d表示高分辨率的大型磁芯SU-8几何特征，e表示Janus粒子表现出磁性粒子密度的可控异质性，f表示高分辨率的不同内外部形状的SU-8微结构。g表示c中的生物相容性封装磁性机器人的轮廓数据。尽管经过多次涂覆和图形化步骤，通过与纯的SU-8图形化比较，这些复合结构表现出类似的干净、垂直的侧壁几何特征。运用白光扫描干涉法(Zygo Newview 5000轮廓扫描仪)得到顶面的表面粗糙度是1μm。
上述生物相容性封装磁性机器人是由三层感光材料制备而成的。外部两表层是SU-8光刻胶，内部核心层是汝铁硼磁粉与SU-8光刻胶的磁性复合材料。通过先后的涂覆和图形化纯的SU-8和SU-8/NdFeB层而制备。这种“三明治”的结构使得磁性粒子完全封装在SU-8层里面。使得该磁性生物相容性封装磁性机器人具有生物兼容性和耐化学性。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (19)

  1. 一种生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于，包括：
    提供硅片，在所述硅片上制备Omnicoat牺牲层；
    在所述Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶形成SU-8基层，得到第一预制层结构；
    将所述第一预制层结构进行烘烤；
    采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对所述第一预制层结构进行图形化曝光；
    将图像化曝光后的所述第一预制层结构进行烘烤；
    在所述第一预制层结构上涂覆磁性复合材料，得到第二预制层结构；
    将所述第二预制层结构进行烘烤；
    采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对所述第二预制层结构进行图形化曝光；
    将图形化曝光后的所述第二预制层结构进行烘烤；
    对所述第二预制层结构进行显影操作；
    在所述第二预制层结构的外表面涂覆SU-8光刻胶，得到第三预制层结构；
    将所述第三预制层结构进行烘烤；
    采用掩模对准器，在紫外线光源照射下，对所述第三预制层结构进行图形化曝光；
    将图形化曝光后的所述第三预制层结构进行烘烤；
    对所述第三预制层结构进行显影操作，得到生物相容性封装磁性机器人。
  2. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于，所述磁性复合材料由汝铁硼磁粉和SU-8光刻胶组成。
  3. 根据权利要求2所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于，所述磁性复合材料由质量分数为60％汝铁硼磁粉和质量分数为40％的SU-8光刻胶组成。
  4. 根据权利要求2所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征 在于，所述汝铁硼磁粉的平均直径为2微米。
  5. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于，所述在所述Omnicoat牺牲层上旋涂SU-8光刻胶为：先以旋涂速度为400-600rpm旋涂3-8s，再以旋涂速度为1800-2000rpm旋涂30s。
  6. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于，所述磁性复合材料的制备方法为：在微量离心管中混合质量分数为60％汝铁硼磁粉与质量分数为40％的SU-8光刻胶。
  7. 根据权利要求6所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于，在所述SU-8基层上涂覆磁性复合材料之前，将所述磁性复合材料在3000r/min的条件下涡旋30min，实现所述磁性复合材料在SU-8光刻胶中的均匀分布。
  8. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于，所述对所述第二预制层结构进行图形化曝光的曝光能量为130mJ/cm2。
  9. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：
    所述对所述第二预制层结构进行显影操作为：将所述第二预制层结构置于SU-8光刻胶显影剂中浸泡，除去未交联的SU-8光刻胶，再用去离子水清洗后风干；
    所述对所述第三预制层结构进行显影操作为：将所述第三预制层结构置于SU-8光刻胶显影剂中浸泡，除去未交联的SU-8光刻胶，再用去离子水清洗后风干。
  10. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：将所述第一预制层结构进行烘烤的操作为：将所述第一预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
  11. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：将图像化曝光后的所述第一预制层结构进行烘烤的操作为：将图像化曝光后的所述第一预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
  12. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：将所述第二预制层结构进行烘烤的操作为：将所述第二预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
  13. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：将图形化曝光后的所述第二预制层结构进行烘烤的操作为：将图形化曝光后的所述第二预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
  14. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：将所述第三预制层结构进行烘烤的操作为：将所述第三预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
  15. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：将图形化曝光后的所述第三预制层结构进行烘烤的操作为：将图形化曝光后的所述第三预制层结构在60-70℃烘烤1.5-3min，然后在90-100℃烘烤3-5min。
  16. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：对所述第一预制层结构进行图形化曝光的时间为20-35s。
  17. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：对所述第二预制层结构进行图形化曝光的时间为25-35s。
  18. 根据权利要求1所述的生物相容性封装磁性机器人的制备方法，其特征在于：对所述第三预制层结构进行图形化曝光的时间为25-35s。
  19. 一种生物相容性封装磁性机器人，其特征在于，所述生物相容性封装磁性机器人为根据权利要求1-18任意一项权利要求所述的制备方法获得的所述生物相容性封装磁性机器人。
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