阵列式油包液滴结构的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种阵列式油包液滴结构的制备方法，该阵列式油包液滴结构的制备建立在制备PDMS模板的基础上，包括如下步骤：步骤a，在硅片表面的刻蚀区域，刻蚀出圆柱形的、由微柱构成的微柱阵列，以获得微柱硅片；步骤b，对获得的微柱硅片的表面进行疏水性处理；步骤c，于所述微柱阵列所在的刻蚀区域处，滴加PDMS材料并涂抹均匀；步骤d，使PDMS材料固化以形成PDMS薄膜，将PDMS薄膜和所述微柱硅片分离后，获得带有微柱通孔的PDMS模板。本发明专利技术的PDMS模板的制备方法制得的PDMS模板，其上带有微柱通孔的阵列，便于后续阵列式油包液滴结构的制备，并降低了阵列式油包液滴结构的制备难度以及油包液滴制备中试剂的使用量，可重复使用。

【技术实现步骤摘要】
PDMS模板及其制备方法以及阵列式油包液滴结构的制备方法
本专利技术涉及微小体积液体的液滴
，尤其涉及一种PDMS模板以及该模板的制备方法；同时，本专利技术还涉及应用该PDMS模板制备阵列式油包液滴结构的制备方法。
技术介绍
目前，微小体积液滴的生成方法，最常用的有主动式和被动式两种，主动式主要采用诸如气压、压电、微阀和磁场等外场驱动力实现液滴生成，被动式直接利用微通道几何结构的限制，促使流场交界面发生变形，因其界面不稳定性增加，从而生成液滴阵列。现有技术一般都是在微流控通道中完成液滴的制备，制备过程繁琐且需要额外的精密仪器的辅助，制备过程中消耗的试剂量过大，液滴的捕获、存储及操控难度较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种PDMS模板的制备方法，以降低其后续应用的阵列式油包液滴结构的制备的操控难度，降低阵列式油包液滴结构的制备中试剂的使用量。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种PDMS模板的制备方法，其包括如下步骤：步骤a，在硅片表面的刻蚀区域，刻蚀出圆柱形的、由微柱构成的微柱阵列，以获得微柱硅片；步骤b，对获得的微柱硅片的表面进行疏水性处理；步骤c，于所述微柱阵列所在的刻蚀区域处，滴加PDMS材料并涂抹均匀；步骤d，使PDMS材料固化以形成PDMS薄膜，将PDMS薄膜和所述微柱硅片分离后，获得带有微柱通孔的PDMS模板。进一步的，所述微柱阵列分区域的分布在所述刻蚀区域内。进一步的，位于同一区域内的所述微柱阵列包含的所述微柱相同。进一步的，所述步骤d中，PDMS材料固化，是将带有涂抹均匀的PDMS材料的微柱硅片，置于加热板上加热后形成。本专利技术的PDMS模板的制备方法制得的PDMS模板，其上带有微柱通孔的阵列，便于后续阵列式油包液滴结构的制备，并降低了阵列式油包液滴结构的制备难度以及油包液滴制备中试剂的使用量，可重复使用。本专利技术的一种PDMS模板，由如上所述的PDMS模板的制备方法制得。进一步的，所述PDMS模板的厚度为110um～130um。此外，本专利技术同时提供了一种阵列式油包液滴结构的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤A，取一玻璃片，并在玻璃片表面加工形成疏水层；步骤B，将如上的PDMS模板，贴合在步骤A获得的玻璃片上；步骤C，等离子处理后，去除PDMS模板，获得亲疏水玻璃基片；步骤D，将试剂填充至亲疏水玻璃基片的所述PDMS模板的所述微柱通孔对应的区域后，向所述微柱通孔对应区域添加油液，以获得阵列式油包液滴结构。进一步的，所述步骤C，是将步骤B获得的贴合有PDMS模板的玻璃片放置在等离子体清洗机中处理10秒钟。进一步的，步骤D中的所述试剂为经稀释的PS微球溶液，或经染色的细胞溶液，或经稀释后的含有大肠杆菌的培养液。进一步的，所述步骤D包括如下步骤：选取一片具有亲水性质的玻璃盖片和两片玻璃垫片；将两片所述玻璃垫片分别粘在所述亲疏水玻璃基片上的所述微柱通孔对应区域的两侧，并将试剂滴加在两片所述玻璃垫片之间区域；使用所述玻璃盖片挤压所述试剂，使所述试剂填充在所述玻璃盖片、所述玻璃垫片和所述亲疏水玻璃基片形成的空间中；将油液滴加在所述玻璃盖片的一侧，并向另一侧滑动所述玻璃盖片，直至所述玻璃盖片离开所述亲疏水玻璃基片；在所述微柱通孔对应区域的周边处围构PDMS材质。本专利技术的阵列式油包液滴结构的制备方法，其可以以纯手工的方式完成，无需额外昂贵的精密仪器参与，降低了油包液滴结构的制备成本；在油包液滴结构的制备过程中，试剂的消耗量交底，生成的通量较好，而液滴的尺寸可进行控制，效果较好。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例一的PDMS模板的制备方法以及由制得的PDMS模板制备亲疏水玻璃基片的方法流程图；图2为实施例一制得的PDMS模板的光学显微图像。图3为实施例一制得的PDMS模板的切面的光学显微图像。图4为本专利技术实施例二中制备油包水液滴阵列的步骤D的方法流程图。图5为实施例二制备的油包水液滴阵列的荧光显微图像；图6为实施例二制备的油包水液滴阵列中液滴的剖面图；图7实施例二制备的油包水液滴阵列中液滴的三维图像；图8为室温下油包水液滴阵列中液滴的底面直径、高度和体积随时间变化的图像。图9为PDMS模板第一通孔尺寸下PS球在液滴阵列中的分布情况的柱状图及对应的含有PS球的液滴阵列的荧光显微图像；图10为PDMS模板第二通孔尺寸下PS球在液滴阵列中的分布情况的柱状图及对应的含有PS球的液滴阵列的荧光显微图像；图11为PDMS模板第三通孔尺寸下PS球在液滴阵列中的分布情况的柱状图及对应的含有PS球的液滴阵列的荧光显微图像；图12为含有细胞的液滴阵列的偏光照片；图13为含有细胞的液滴阵列的荧光照片；图14液滴中大肠杆菌数目随时间变化的曲线图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。实施例一本实施例涉及一种PDMS模板的制备方法，该方法的整体设计思路上，主要包括如下如下步骤：步骤a，在硅片表面的刻蚀区域，刻蚀出圆柱形的、由微柱构成的微柱阵列，以获得微柱硅片；步骤b，对获得的微柱硅片的表面进行疏水性处理；步骤c，于所述微柱阵列所在的刻蚀区域处，滴加PDMS材料并涂抹均匀；步骤d，使PDMS材料固化以形成PDMS薄膜，将PDMS薄膜和所述微柱硅片分离后，获得带有微柱通孔的PDMS模板。其中，而为了更进一步的提高整体的使用效果，位于同一区域内的所述微柱阵列包含的所述微柱相同。基于如上的整体设计思想，其步骤的具体实际操作如下：步骤a，在硅片表面的刻蚀区域，刻蚀出圆柱形的、由微柱构成的微柱阵列，以获得微柱硅片。具体来讲，首先通过光刻技术在硅片表面刻蚀出不同尺寸的圆柱形微柱阵列。为了进一步提高整体的使用效果，所述微柱阵列分区域的分布在所述刻蚀区域内，如本实施例中，可以将刻蚀区域氛围三个区域，每个区域的微柱阵列包含的微柱相同，如三个区域中，其中一个区域的微柱的底面直径为80μm，第二个为110μm，第三个为140μm。每个区域的微柱数量，顺次设为18225个、13225个和10609个；所有区域的微柱的高度均为150μm，微柱间的间距皆为120μm。其制得的微柱硅片的效果图如图1(ⅰ)所示。步骤b，对获得的微柱硅片的表面进行疏水性处理。具体来讲，使用氟硅烷(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriethoxysilane，POTS)修饰光刻得到的微柱硅片，使微柱硅片表面具有疏水性。该微柱硅片用于后续PDMS模板的制备，通过疏水性处理后，其可重复使用。步骤c，于所述微柱阵列所在的刻蚀区域处，滴加PDMS材料并涂抹均匀。具体来讲，将足量的PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)滴加在上述微柱硅片的微柱阵列区域，并刮涂掉多余的PDMS，直至微柱的上底面露出。其制得的表面涂有PDMS的、具有微柱阵列的硅片部分结构示意图如图1(ⅱ)所示。步骤d，使PDMS材料固化以形成PDMS薄膜，将PDMS薄膜和所述微柱硅片分离后，获得带有微柱通孔的PDMS模板。具体来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PDMS模板的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤a，在硅片表面的刻蚀区域，刻蚀出圆柱形的、由微柱构成的微柱阵列，以获得微柱硅片；步骤b，对获得的微柱硅片的表面进行疏水性处理；步骤c，于所述微柱阵列所在的刻蚀区域处，滴加PDMS材料并涂抹均匀；步骤d，使PDMS材料固化以形成PDMS薄膜，将PDMS薄膜和所述微柱硅片分离后，获得带有微柱通孔的PDMS模板。

【技术特征摘要】
1.一种PDMS模板的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤a，在硅片表面的刻蚀区域，刻蚀出圆柱形的、由微柱构成的微柱阵列，以获得微柱硅片；步骤b，对获得的微柱硅片的表面进行疏水性处理；步骤c，于所述微柱阵列所在的刻蚀区域处，滴加PDMS材料并涂抹均匀；步骤d，使PDMS材料固化以形成PDMS薄膜，将PDMS薄膜和所述微柱硅片分离后，获得带有微柱通孔的PDMS模板。2.根据权利要求1所述的PDMS模板的制备方法，其特征在于：所述微柱阵列分区域的分布在所述刻蚀区域内。3.根据权利要求2所述的PDMS模板的制备方法，其特征在于：位于同一区域内的所述微柱阵列包含的所述微柱相同。4.根据权利要求1所述的PDMS模板的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，PDMS材料固化，是将带有涂抹均匀的PDMS材料的微柱硅片，置于加热板上加热后形成。5.一种PDMS模板，其特征在于：所述PDMS模板由权利要求1至4中任一项所述的PDMS模板的制备方法制得。6.根据权利要求5所述的PDMS模板，其特征在于：所述PDMS模板的厚度为110um～130um。7.一种阵列式油包液滴结构的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤A，取一玻璃片，并在玻璃片表面加工形成疏水层；步骤B，将权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫金波，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31