一种教学用微芯片的制备方法技术

本发明专利技术公开一种教学用微芯片的制备方法，包括如下步骤：1)在培养皿中设计好管道的位置，用热熔胶在相应管道处刻画出凸起的管道模型，等其凝固；2)将培养皿放置在铁盒表面，在管道的出口处放置磁铁石，完成具有三维空间结构的模板；3)将PDMS胶按照单体：固化剂＝1:10的比例配好，混合倒入培养皿中，烘干；4)烘干完成的PDMS胶体从培养皿中剥离，去除磁铁石；5)使用另外一块PDMS下底片封接步骤4中PDMS胶体的表面，得到芯片本体；本法制备快捷方便，成型剥离等非常方便，通过标准的磁铁获得不同厚度的储液槽，通过简单的制备，就可以很好的让同学们通过实践动手来理解郞伯‑比尔定理、薄层色谱法原理等枯燥的内容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分析化学教学器具
，具体涉及一种化学教学用微芯片的制备方法。
技术介绍
本技术属于微型化化学反应装置和微流控芯片技术的交叉领域，其主要思路是利用微流控芯片的制作技术，制作新型微型化分析化学教学器具，ManzA等人于20世纪90年代初首次提出了微型全分析系统(miniaturizedtotalanalysissystem，μ-TAS)的概念。其中的微流控芯片综合了分析化学、微机电系统(mi-cro-electro-mechanicalsystem，MEMS)、计算机、材料学、生物医学等多学科领域，将化学实验室的各项功能如样品预处理、进样、分离与检测等，集成到信用卡大小的芯片上，实现实验室的微型化，可以大大缩短整个分析流程所需要的时间；也能将试剂的消耗降低到微升甚至纳升级，可以实现多种分析功能。从本世纪初开始，微流控芯片技术得到了飞速发展，已经广泛应用于芯片毛细管电泳、材料合成、免疫分析、细胞操纵、蛋白质结晶研究等众多领域，是分析科学研究的热点之一。但是该技术目前主要是应用在科研方面，教研方面应用较少，然而微芯片法耗材少，便携性好等特点恰恰符合绿色化学、微型化化学实验的要求，也方便实现理实一体化教学，因此其在教学领域也具有非常广泛的应用前景。另一方面，目前微芯片制作的技术如MEMS技术等较为昂贵，这也限制了其在教学领域的应用。微型化实验是20世纪80年代崛起，国际上公认的能体现绿色化学理念的化学实验的新技术和新方法。其具有节约药品，节省时间，减少实验的“三废”等优点，引起了国内外实验教学人员的普遍重视。但是微型化装置一般来说还是需要有配套的水电等设施，无法真正带入课堂进行实验，同时仪器设备需要特制，因此价格上也较贵，无法实现教师乃至学生对反应装置的自我设计。因此，如何将微型化化学实验的概念和微流控芯片的技术结合在一起，设计出教学用的微芯片，是非常有意义的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种教学用微芯片的制备方法，其制备方法简单、成本低廉，具有良好的教学效果。为达到上述目的，本专利技术采用的技术手段为：一种教学用微芯片的制备方法，包括以下步骤：1)在培养皿中设计好管道的位置，用热熔胶在相应管道处刻画出凸起的管道模型，等其凝固；2)将培养皿放置在铁盒表面，在管道的出口处放置磁铁石，完成具有三维空间结构的模板；3)将PDMS胶按照单体：固化剂＝1:10的重量比例配好，混合倒入培养皿中，烘干；4)烘干完成的PDMS胶体从培养皿中剥离，去除磁铁石；5)使用另外一块PDMS下底片封接步骤4中PDMS胶体的表面，得到芯片本体。一种教学用微芯片的制备方法，包括以下步骤：a)在培养皿中设计好管道的位置，用热熔胶在相应管道处刻画出凸起的管道模型，等其凝固；b)将培养皿放置在铁盒表面，在管道的出口处放置磁铁石，完成具有三维空间结构的模板；c)将PDMS胶按照单体：固化剂＝1:10的重量比例配好，混合倒入培养皿中，烘干；d)烘干完成的PDMS胶体从培养皿中剥离，去除磁铁石；e)加热热熔胶，将熔化后的热熔胶倾倒在步骤4中PDMS胶体中；f)待热熔胶凝固后剥离，拷贝出三维模型，形成热熔基的阳模，使用刀片将三维模型上用于形成阻隔部的材料去除；g)步骤f中热熔基的阳模放入培养皿中，再次将PDMS胶按照单体：固化剂＝1:10的重量比例配好，混合倒入培养皿中；h)待步骤g中PDMS胶固化后剥离，获得最终所需的PDMS基的管道片；i)使用另外一块PDMS上盖片封接贴紧在步骤h中PDMS胶体的表面，得到芯片本体。本专利技术的有益效果在于：1、通过热溶胶、培养皿、磁铁为模版用PDMS胶制备，制备方便，无需复杂的加工系统，因为热熔胶可以方便的在培养皿表面绘制出所设计的图案，磁铁可以很好的用铁盒定位，且可以购得标准尺寸，将其放置在用热熔胶绘制出的相应管道出口处将可以形成三维的可以一体化成型的模板；2、制备出的芯片便携性好，可以携带到课堂进行理实一体化教学，方便同学及时理解教学内容，与目前的教学方法比较显然更能够让同学直观的观察到现象；3、制备后获得的芯片还可以通过热溶胶再次拷贝形貌，制备新的模板，从而使得芯片能够大规模的进行生产，可以进一步降低成本。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为实施例一中微芯片的结构示意图；图2为实施例一中微芯片的制备过程图；图3为实施例二中微芯片的结构示意图；图4为实施例二中微芯片的制备过程图；图5为实施例三中微芯片的结构示意图；图6为图5中A-A方向的剖视图；图7为实施例三中微芯片的制备过程图；图中：进样管道1；进样口10；进水管道2；进水口20；交汇管道3；横向管道30；纵向管道31；出样管道4；储液槽5；前槽50；后槽51；阻隔部52；薄层片510；芯片本体6；培养皿7；PDMS下底片8；第一进样管道1'；第二进样管道2'；第一进样口10'；第二进样口20'；PDMS上盖片8'。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。参照附图1-7，本专利技术提供一种教学用微芯片的制备方法，采用热熔胶、培养皿、磁铁石为模板，用聚二甲基硅橡胶(即PDMS)制备，包含如下步骤：1)在培养皿中设计好管道的位置，用热熔胶在相应管道处刻画出凸起的管道模型，等其凝固；2)将培养皿放置在铁盒表面，在管道的出口处放置磁铁石，完成具有三维空间结构的模板；3)将PDMS胶按照单体：固化剂＝1:10的重量比例配好，混合倒入培养皿中，烘干；4)烘干完成的PDMS胶体从培养皿中剥离，去除磁铁石；5)使用另外一块PDMS下底片封接步骤4中PDMS胶体的表面，得到芯片本体。实施例一如图1-2所示，为一种用于朗伯-比尔定律教学用的微芯片，其包括芯片本体6，芯片本体6内设有进样管道1和进水管道2，进样管道1的入口设有进样口10，进水管道2的入口设有进水口20，一定浓度的高锰酸钾和纯水可分别从进样口10和进水口20注射至进样管道1和进水管道2内，高锰酸钾和纯水混合后通过交汇管道3进入四个出样管道4内，且任一个所述出样管道的出口依次连通有多个不同厚度的储液槽5，交汇管道3由两个横向管道30及位于横向管道之间的纵向管道31相互连通而组成，上端横向管道与进样管道1和进水管道2相连通，下端横向管道与出样管道4相连通；本设计中，在每一个出样管道4的出口连接的储液槽5的数量均为三个，从而在四个出样管道的出口下方形成三行四列的储液槽，且每一个出样管道下方储液槽的厚度依次递增，可分别设置为2mm、4mm、6mm，因高锰酸钾与纯水混合后再通过交汇管道分别到达出样管道的出口经历的行程不同，从而可在出样管道内形成不同浓度梯度的高锰酸钾溶液。使用朗伯-比尔定律微芯片用于教学的原理如下：将一定浓度的高锰酸钾和纯水分别从进样口10和进水口20注射至进样管道1和进水管道2内，从而在四个出样管道4的出口形成高锰酸钾的浓度梯度，同时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种教学用微芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在培养皿中设计好管道的位置，用热熔胶在相应管道处刻画出凸起的管道模型，等其凝固；2)将培养皿放置在铁盒表面，在管道的出口处放置磁铁石，完成具有三维空间结构的模板；3)将PDMS胶按照单体：固化剂＝1:10的重量比例配好，混合倒入培养皿中，烘干；4)烘干完成的PDMS胶体从培养皿中剥离，去除磁铁石；5)使用另外一块PDMS下底片封接步骤4中PDMS胶体的表面，得到芯片本体。

【技术特征摘要】
1.一种教学用微芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)在培养皿中设计好管道的位置，用热熔胶在相应管道处刻画出凸起的管道模型，等其凝固；2)将培养皿放置在铁盒表面，在管道的出口处放置磁铁石，完成具有三维空间结构的模板；3)将PDMS胶按照单体：固化剂＝1:10的重量比例配好，混合倒入培养皿中，烘干；4)烘干完成的PDMS胶体从培养皿中剥离，去除磁铁石；5)使用另外一块PDMS下底片封接步骤4中PDMS胶体的表面，得到芯片本体。2.一种教学用微芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：a)在培养皿中设计好管道的位置，用热熔胶在相应管道处刻画出凸起的管道模型，等其凝固；b)将培养皿放置在铁盒表面，在管道的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑，张叶，吴奉云，
申请(专利权)人：安徽中医药高等专科学校，
类型：发明
国别省市：安徽;34