本发明专利技术公开了一种用于制作微流道控制芯片的乙烯基-巯基聚合材料，所述材料利用了非理想化学计量比聚合而成，并具体公开了上述聚合材料的制备方法以及对所述材料进行内部结构改性和表面亲水性或疏水性修饰的方法，进一步提供了利用上述聚合材料制作微流道控制芯片的方法以及所述芯片。本发明专利技术提供的制备方法反应时间短，易于批量化制作，获得的材料表面亲疏水性修饰的方法简单易行，修饰后的稳定性较好，具有较高的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种微流道控制巧片W及用于制备该巧片的己締基-琉基聚合材料， 尤其设及微流控巧片材料的制备、内部结构改性及表面亲/疏水性的修饰。
技术介绍
目前，生物、化学等指标的检测通常需要利用生物传感器或者电化学传感器等，为 实现检测设备的小型化与采样样本的微量化，许多传感器结合微流道控制巧片技术W实现 样本的分散、混合、扩增、检测等功能。聚合物由于具有低成本、易加工和表面易修饰等特性 而成为制备微流道控制巧片最常用的材料。然而在结合微流道控制巧片的两层或多层聚合 物时存在一些问题；一方面，由于微流道控制巧片在结合前通常采用热处理、溶剂处理或者 氧等离子体处理，该种处理方式会使预先进行过生物修饰的表面失效或者瓣射过金的表面 氧化；另一方面，聚合物与聚合物或聚合物与基板（如玻璃）结合时，若两部分的硬度都较 大且表面不够光滑时会造成密封失效，而用机械方法夹持较软的材料会使材料变形从而可 能导致流体泄露或改变流体性质。 在微流道控制巧片中，功能化修饰流道的表面可W控制流体的流动、可W防止分 析物的非特异性结合也可W根据需要结合生物分子，因此制备具有多种修饰方法而且容易 修饰的聚合物至关重要。目前所用的聚合物在结合功能性分子之前需要对表面进行活化， 然而等离子体活化无法使表面均匀活化，光激发的热塑性材料夺氨反应活化存在表面修饰 密度低的弊端。 目前微流道控制巧片领域中的大部分研究工作并没有带来很多适合商业化的产 品，该个问题的主要原因是缺少一种具有易加工、易粘合、易修饰的材料。目前最常用的微 流道控制巧片材料是聚二甲基硅氧烷（PDM巧，该种材料自二十世纪九十年代被发现后，由 于其具有成本低、使用简单、同娃片之间具有良好的粘附性、具有良好的弹性W及光学特性 而被一直用在微流体该个领域。然而，对于大部分基于PDMS材料的微流道控制巧片若想实 现商业化生产则需要重新研发，该是因为PDMS并不能满足商业化产品对表面化学W机械 强度的多样性要求，另一方面PDMS的制备过程需要充分混合单体与固化剂、抽真空排出气 泡并加热成型，其中的抽真空与加热过程需要较长的时间，而且结合PDMS和基板之前需要 对PDMS表面进行氧等离子体处理，因此PDMS不易批量加工，制造过程难W大规模生产。此 外，PDMS还具有表面稳定性不好的缺点，亲水性修饰后过一段时间会变回疏水性表面，且现 有技术下在聚合物表面修饰亲水性或疏水性不易控制接触角的范围。 非理想化学计量比配比的概念很早就被提出，有人研究出了分别采用较大的 非理想化学计量比配比的己締基与琉基混合物制备的聚合物材料。化ire等人（Adv. Mater. 2008, 20, 3308-3313)用具有纳米图案的PDMS模板制备了具有图案的非理想化学 计量比己締基-琉基薄膜。由于其采用的预聚物中琉基含量比己締基多，所W聚合后的 材料表面含有琉基，随后利用该部分琉基在接下来的表面修饰工作中接枝其他反应功能 团。然而专利与文献中并没有提到利用非理想化学计量比配比制备含有微流道结构的己締 基-琉基材料并装配起来的技术，也没有后期对该材料亲疏水性进行修饰的方法。并且到 目前为止，鲜有其它关于类似材料的文献报道和科研工作。
技术实现思路
为解决上述微流道控制巧片材料现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一 种表面稳定性高，结合时不影响材料表面修饰或氧化电极且密封效果良好的，用于制作微 流道控制巧片的己締基-琉基聚合材料及其制备方法。 本专利技术所提供的己締基-琉基聚合材料为非理想化学计量比下的己締基-琉基聚 合（off stoichiometry thio；L-ene，OSTE；)材料，所述OSTE材料由含有至少两个琉基的聚 合物单体和含有至少两个己締基的聚合物单体聚合而成，且所述0STE材料的表面具有多 余的琉基或己締基。S -2, 1-己二醇醋、3, 4-甲苯二硫醇、1，6-己二硫醇、1，3-苯 二甲硫醇、狂)-2- (2- S苯甲氨基唾挫-4-基）-2-甲氧亚氨基己酸、S哲甲基丙烷S (3-琉 基丙酸醋）、1，8-辛二硫醇、二琉丙醇、双（3-琉基丙酸）己二醇。 上述含有至少两个己締基的聚合物单体包括但不限于=締丙基异氯脈酸醋、= 哲甲基丙烷二締丙基離、S己二醇二己締基離、1,6-庚二诀、1,7-辛二诀、2-甲基]了氧基]甲基]-2-己基-1,3-丙烷二基-2-丙締酸醋。 进一步地，参与聚合的所有所述含有至少两个琉基的聚合物单体中琉基的总数与 所有所述含有至少两个己締基的聚合物单体中己締基的总数之比在0. 5-2的范围内。 0STE材料的制备需要选择分别含有至少两个琉基和至少两个己締基的聚合物单 体，假设每个含琉基的单体中有a个琉基，每个含己締基的单体中有b个己締基，当X摩尔 的含琉基单体与y摩尔的含己締基单体恰好完全反应时，有xa = yb。当xa〉yb时制得的 0STE材料表面有多余的琉基，当xa<yb时制得的0STE表面有多余的己締基。在本专利技术中， 制备0STE表面含琉基单体材料的条件为Kxa/yb《2,制备0STE表面含己締基单体材料 的条件为0. 5《xa/yb<l，即过量的功能团偏离理想化学计量比在0% -100%之间。 进一步地，所述0STE材料的制备采用在紫外光照下可W产生自由基的光引发 剂引发聚合；所述光引发剂包括但不限于2-哲基-4'-(2-哲己氧基）-2-甲基苯丙酬、 1，7,7-S甲基-二环化2. 1]庚烧-2, 3-二酬、2, 2-二甲氧基-2-苯基苯己酬、2-哲 基-2-甲基-1-苯基-1-丙酬、1-哲基环己基苯基甲酬、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-吗 咐基-1-丙酬、异丙基-9H-唾吨-9-酬、苯基双化4, 6- S甲基苯甲酯基）氧化麟。 进一步地，所述0STE材料的制备方法包括W下步骤： 1)根据所需非理想化学计量比称量预聚物与光引发剂并充分混合； 2)抽真空排除混合物中的气泡； 3)倒入底面光滑的容器或具有微结构的模板上在紫外光下曝光成型； 其中，步骤1)和步骤2)在避光条件下进行；[001引步骤1)中所述预聚物由含有至少两个琉基的聚合物单体和含有至少两个己締基 的聚合物单体组成。 优选地，步骤1)中加入光引发剂的量为预聚物与光引发剂总重量的 0. 3% -0. 7%。 可选地，步骤1)中的混合过程可W采用超声混合或祸旋振荡器混合。 优选地，步骤2)中所述抽真空的时间为10-180秒。 优选地，步骤3)中所述紫外光的光强范围为4mW/cm2-16mW/cm 2。[002引优选地，步骤扣中所述紫外光的波长为254nm或365nm。 优选地，步骤3)中所述紫外光下曝光成型的时间为10-180秒。 可选地，步骤3)中所述紫外光可W直接采用相应波长的紫外灯照射，也可W采用 隶灯和滤波片实现。 进一步地，当所述OSTE材料需要进行内部结构改性时，可在步骤1)中直接加入可 互溶的改性剂一起混合；当加入的改性剂为可互溶的亲/疏水性小分子或聚合物后可增加 所述OSTE材料的亲/疏水性。 进一步地，当步骤3)获得的所述OSTE材料需要进行表面修饰时，可在步骤3)之 后增加下列步骤中的任意一步或多步：[002引 a)利用等离子体进行表面活本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制作微流道控制芯片的乙烯基‑巯基聚合材料，其特征在于，所述聚合材料为非理想化学计量比下的乙烯基‑巯基聚合材料，由含有至少两个巯基的聚合物单体和含有至少两个乙烯基的聚合物单体聚合而成，且所述聚合材料的表面具有多余的巯基或乙烯基。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文佳，苏文琼，丁显廷，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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