一种微流控芯片表面亲水改性的方法技术

本发明专利技术提供了一种微流控芯片表面亲水改性的方法，包括如下步骤：(1)将等离子体处理仪连通等离子体汽化仪；(2)将亲水剂倒入等离子体汽化仪装料腔内，设定亲水剂的加热温度为35～80℃，线管保温温度为40～85℃，开启电源，预热2～8min，等待接枝；(3)将待改性的微流控芯片放置在等离子体处理仪的处理腔内，打开等离子体汽化仪阀门，向等离子体处理仪内通入亲水剂，抽真空至10～80pa，亲水剂的气体流量为1.5～6L/min，放电功率为45～150W，等离子体聚合时间为0.5～5min；(4)待反应结束后，向处理腔内通入空气，即可。采用本发明专利技术方法制备的微流控芯片亲水性保持时间久、涂层附着力好，且对目标检测分子无特异性吸附。

A hydrophilic surface modification method for microfluidic chips

【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片表面亲水改性的方法
本专利技术属于微流控芯片
，具体涉及一种微流控芯片表面亲水改性的方法。
技术介绍
微流控芯片技术是指采用微细加工技术，在一块很小(几平方厘米)的芯片上制作出微通道网络结构和其他功能单元，把生物和化学等领域所涉及到的样品制备、生物与化学反应、分离和检测等基本操作单元集成或基本集成在尽可能小的操作平台上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的技术。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为代表的高分子聚合物微流控芯片因其透光性强、可廉价批量生产等优点在生物分析领域得到了广泛的应用。然而，大多数基于高分子聚合物的微流控芯片表面均具有很强的疏水性，这种性质不仅严重影响到被分析物向通道内的进入及在通道中的流动性，还会对生物分子产生吸附而导致分析不准确，因而大大限制了被分析物的范围，降低了微流控芯片的实用性。为解决微流控芯片表面强疏水性的问题，通常会对微流控芯片表面进行适当的亲水改性，以有效控制电渗流(EOF)的大小，改善微流控芯片的微流道表面的亲水性能，减小目标分子在微流控芯片的微流道表面的非特异性吸附，从而获得更准确的分析结果。目前微流控芯片的亲水改性技术大致可分为以下几类：(1)直接在制备微流控芯片的高分子材料中加入亲水性材料；(2)紫外光-O3处理微流控芯片；(3)等离子体轰击芯片；(4)强氧化法；(5)表面化学枝接，通过紫外或其他的引发剂诱导，可以在芯片表面实现聚合反应，枝接上亲水高分子；(6)涂覆亲水剂溶液。虽然目前用于微流控芯片表面亲水改性的方法较多，但是均存在如下缺点：(1)直接在制备微流控芯片的高分子材料中加入亲水材料，亲水性材料在高温熔化时可能会发生化学反应，从而影响芯片的性能，此外亲水性材料在微流控芯片材料中不容易分布均匀，也会影响微流控芯片超声焊接时的均一性；(2)紫外光-O3处理微流控芯片的方法方便快捷，不需要大型的仪器设备，成本低，但芯片亲水性会随时间退去，恢复疏水性，此外，紫外照射还会使芯片表面泛黄；(3)等离子体轰击的方法方便快捷，但经等离子轰击的芯片亲水性会随时间退去，恢复疏水性；(4)强氧化的方法能在较短时间内显著改善芯片表面的亲水性，但此方法不适用于通道内具有微结构或微电极等精密结构的芯片；(5)表面化学枝接的方法通常是在有机溶剂中进行，溶剂对芯片材料可能会有所影响；(6)涂覆亲水剂溶液的方法中亲水剂大多通过物理吸附在芯片表面，涂层极易脱落，不利于微流控芯片的应用，如生物修饰。因此，亟待开发出一种高效、无损且附着力好的微流控芯片表面亲水改性的方法。
技术实现思路
针对现有技术中的微流控芯片的表面修饰方法亲水性保持时间短、芯片在修饰过程中易受损、亲水涂层易脱落及对目标检测分子存在非特异性吸附的问题，本专利技术提供一种修饰效率高、修饰后亲水性保持时间久、对芯片无损伤、涂层附着力好，且对目标检测分子无特异性吸附的微流控芯片表面亲水改性的方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种微流控芯片表面亲水改性的方法，包括如下步骤：(1)将等离子体处理仪连通等离子体汽化仪；(2)将亲水剂倒入所述等离子体汽化仪装料腔内，设定亲水剂的加热温度为35～80℃，线管保温温度为40～85℃，开启电源，预热2～8min，等待接枝；(3)将待改性的微流控芯片放置在等离子体处理仪的处理腔内，打开所述等离子体汽化仪阀门，向所述等离子体处理仪内通入亲水剂，等离子体处理仪抽真空至10～80pa，亲水剂的气体流量为1.5～6L/min，放电功率为45～150W，等离子体聚合时间为0.5～5min；(4)待反应结束后，向处理腔内通入空气，通入时间为3min，即可取出芯片。进一步，所述亲水剂为聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、水性聚氨酯、丙烯酸、钛酸四丁酯、正硅酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯和多巴胺中的一种或两种。进一步，所述等离子体汽化仪包括多个装料腔，所述多个装料腔内装不同亲水剂。由于每种亲水剂所需的汽化温度不同，设置多个装料腔可以保证亲水剂充分汽化，每个装料腔都有连接处理腔的线管，因此可以保证多个装料腔同时进样。进一步，步骤(3)中亲水剂的气体流量为2.5L/min，抽真空至60pa，放电功率为45W，等离子体聚合时间为3.5min。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)与传统的等离子处理方法相比，本专利技术提供的微流控芯片经等离子体聚合处理后，其亲水性得到了明显的改善，这主要是由于等离子体聚合通过聚合接枝亲水材料，亲水材料与微流控芯片表面通过化学键结合，涂层与芯片间的附着力较强，因而微流控芯片的亲水性不会随时间退性，故为微流控芯片的使用提供了有利基础。(2)采用本专利技术表面亲水改性的方法制备的微流控芯片在修饰过程中对芯片无损伤，且微流控芯片的流动性得到了明显的改善，减少了对目标检测分子的非特异性吸附。(3)本专利技术提供的等离子体聚合改性方法，操作方便快捷，微流控芯片批次间与批次内的差可控，同时在整个改性过程中不会产生废弃物，对环境友好，适合于工业化大规模生产。附图说明图1为改性后微流控芯片直接吸附与化学交联效果对比图。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术方法进行详细说明。一、微流控芯片表面亲水改性的方法实施例1一种微流控芯片表面亲水改性的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将等离子体处理仪连通等离子体气化仪；(2)将聚丙烯酸和正硅酸丁酯分别倒入等离子体汽化仪的两个装料腔内，旋紧加料盖，接好等离子体汽化仪与等离子体处理仪间的汽化管，同时设定聚丙烯酸的加热温度为35℃，线管保温温度为40℃；正硅酸丁酯的加热温度为65℃，线管保温温度为70℃；开启电源，预热2min，等待接枝；(3)将待改性的微流控芯片放置在等离子体处理仪的处理腔内，关好腔门，聚丙烯酸的气体流量为1.5L/min，正硅酸丁酯的气体流量为3L/min，抽真空至40pa，放电功率为45W，等离子体聚合时间为3.5min；(4)待反应结束后，向处理腔内通入空气，通入时间为3min，即可取出芯片。实施例2一种微流控芯片表面亲水改性的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将等离子体处理仪连通等离子体气化仪；(2)将聚乙烯亚胺倒入等离子体汽化仪的装料腔内，旋紧加料盖，接好等离子体汽化仪与等离子体处理仪间的汽化管，同时设定聚乙烯亚胺的加热温度为80℃，线管保温温度为85℃；开启电源，预热8min，等待接枝；(3)将待改性的微流控芯片放置在等离子体处理仪的处理腔内，关好腔门，亲水剂的气体流量为6L/min，抽真空至80pa，放电功率为150W，等离子体聚合时间为5min；(4)待反应结束后，向处理室内通入空气，通入时间为3min，即可取出芯片。实施例3一种微流控芯片表面亲水改性的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片表面亲水改性的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将等离子体处理仪连通等离子体汽化仪；/n(2)将亲水剂倒入所述等离子体汽化仪装料腔内，设定亲水剂的加热温度为35～80℃，线管保温温度为40～85℃，开启电源，预热2～8min，等待接枝；/n(3)将待改性的微流控芯片放置在等离子体处理仪的处理腔内，打开所述等离子体汽化仪阀门，向所述等离子体处理仪内通入亲水剂，等离子体处理仪抽真空至10～80pa，亲水剂的气体流量为1.5～6L/min，放电功率为45～150W，等离子体聚合时间为0.5～5min；/n(4)待反应结束后，向处理腔内通入空气，通入时间为3min，即可取出芯片。/n

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片表面亲水改性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将等离子体处理仪连通等离子体汽化仪；
(2)将亲水剂倒入所述等离子体汽化仪装料腔内，设定亲水剂的加热温度为35～80℃，线管保温温度为40～85℃，开启电源，预热2～8min，等待接枝；
(3)将待改性的微流控芯片放置在等离子体处理仪的处理腔内，打开所述等离子体汽化仪阀门，向所述等离子体处理仪内通入亲水剂，等离子体处理仪抽真空至10～80pa，亲水剂的气体流量为1.5～6L/min，放电功率为45～150W，等离子体聚合时间为0.5～5min；
(4)待反应结束后，向处理腔内通入空气，通入时间为3min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰诗玉，于梦露，钟越，赵朝辉，
申请(专利权)人：重庆创芯生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50