一种用于制备亲水性微流控芯片的材料及微流控芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种用于制备亲水性微流控芯片的材料及微流控芯片，所述材料包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂0.1‑5份，色母1‑5份。所述微流控芯片采用该材料，通过注塑一步加工而成。本发明专利技术提供的制备亲水性微流控芯片的材料配方简单，亲水助剂不会受到注塑条件的影响而变性，且不会影响到芯片本身的颜色、性状等特性。本发明专利技术制备的微流控芯片，无需额外在芯片表面进行亲水改性处理，制备出的芯片即刻具有亲水性，且芯片的非特异性吸附得到有效降低，极大节省芯片生产的时间及工艺成本。

A material and microfluidic chip for the preparation of hydrophilic microfluidic chip

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备亲水性微流控芯片的材料及微流控芯片
本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种用于制备亲水性微流控芯片的材料及由该材料制备的微流控芯片。
技术介绍
微流控芯片技术(Microfluidics)是指把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程的技术。微流控芯片是微流控技术实现的主要平台和装置。目前用于制备微流控芯片的材料很多，包括无机材料、有机材料、水凝胶以及纸等。高分子聚合物材料近年来已经成为微流控芯片加工的主导材料，它的种类繁多、价格便宜、绝缘性好，可施加高电场实现快速分离，加工成型方便，易于实现批量化生产，得到了越来越多的关注。被广泛应用于制造微流控芯片的聚合物材料主要有聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)等，常用到的高聚物材料的加工方式有软光刻技术、热成型技术。然而高分子聚合物芯片在实际应用时也存在不足之处，例如聚合物材料表面的疏水性，需要额外增加动力泵；表面较强的非特异吸附性质，极大影响检测结果，针对以上问题，一些物理或化学的手段正应用于改变聚合物材料表面的性质，使之满足应用的需要。因此研究简单易行的改性方法以提高其表面亲水性能具有重要意义。传统的对聚合物芯片改性的方法包括：等离子体改性、紫外光照射改性、纳米涂层改性、物理面面粗糙化、多元化改性等。但等离子体改性和紫外光照射改性时具有较高的设备成本，较大的能耗，复杂的工艺，且改性过程可能对基材表面有损伤，处理后退性快，该缺点极大限制了其在工业生产中的使用。纳米涂层改性方法所制得的涂层有良好的均匀性和稳定性，但涂层干燥时对场地需求高，且后期微流控芯片需要在表面进行抗体包埋等操作，涂层易脱落的问题极大限制了该方法的应用。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种可以直接制备亲水性微流控芯片的材料，可通过使用该材料直接进行热注塑生产工艺，生产的微流控芯片即具有亲水性，且不影响芯片结构，使用该材料生产微流控芯片可直接达到芯片表面亲水改性的要求，减少芯片表面的非特异性吸附，无需额外的设备、场地，也不需要对芯片进行额外的处理工艺，极大降低生产的时间及工艺成本。为了解决上述存在的技术问题以及实现本专利技术的专利技术目的，根据本专利技术的第一方面，提供如下技术方案：一种用于制备亲水性微流控芯片的材料，包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂0.1-5份，色母1-5份。在本专利技术一种优选方案中，所述胶料为二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸中的一种或多种复合聚合物。在本专利技术一种优选方案中，所述亲水助剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的至少一种。在本专利技术一种优选方案中，用于制备亲水性微流控芯片的材料包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂0.5-2份，色母1-4份。在本专利技术一种优选方案中，用于制备亲水性微流控芯片的材料包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂1份，色母2份。根据本专利技术的第二方面，提供如下技术方案：一种亲水性微流控芯片，采用上述的用于制备亲水性微流控芯片的材料制备而成。在本专利技术一种优选方案中，所述亲水性微流控芯片采用热注塑成型工艺一步加工而成。在本专利技术一种优选方案中，在注塑前，将所述微流控芯片材料烘干，再按照比例混合均匀后倒入注塑机进行生产。在本专利技术一种优选方案中，所述热注塑成型工艺中的参数为：喷嘴温度220℃-245℃，注射速度90-110mm/s，模具温度65-75℃，保压压力55-75MPa，保压时间1-3s。通过上述技术方案，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术提供的微流控芯片材料配方简单，其中使用的亲水助剂不会受到注塑条件的影响而变性。此外，本专利技术中使用的亲水助剂不会影响到芯片本身的颜色、性状等物理化学特性。2.由本专利技术的微流控芯片材料制备而成的亲水性微流控芯片，亲水性性能优异，且芯片的非特异性吸附得到有效降低。3.本专利技术提供的亲水性微流控芯片，可直接通过本专利技术的微流控芯片材料一步注塑而成，生产出的微流控芯片即刻具有亲水性，无需额外在芯片表面进行亲水改性处理(例如，涂覆亲水涂层、紫外光照射改性等)，从而不影响芯片结构。使用该原料生产微流控芯片不仅可直接达到芯片表面亲水改性的要求，而且能够减少芯片表面的非特异性吸附，无需额外的设备、场地，也不需要对芯片进行额外的处理工艺，极大降低芯片生产的时间及工艺成本。4.本专利技术的芯片采用混合高分子材料、通过注塑工艺一次成型，解决了其他材料存在的成本高、透光率低、表面化学行为复杂、键合困难、不易建立稳定生物学修饰体系、易碎、批量精细加工困难等问题。此外，一次成型还能满足芯片批量注塑件的一致性要求高、芯片封装工艺的一致性要求高的需求。附图说明图1为PMMA制备的芯片与本专利技术制备的芯片接触角对比图。图2为PMMA制备的芯片与本专利技术制备的芯片非特异性吸附比较结果。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但并不因此而限制本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。本专利技术提供的用于制备亲水性微流控芯片的微流控芯片材料，由包括胶料、亲水性助剂、色母的共混物组成。具体地，芯片材料包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂0.1-5份，色母1-5份。优选地，所述胶料为二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸中的一种或多种复合聚合物，例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等。亲水助剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的至少一种；色母为专用色母粒。实施例1取100份干燥的胶料，1份亲水助剂，2份色母，混合均匀，倒入注塑机，设置注塑参数为：喷嘴温度230℃，注射速度100mm/s，模具温度70℃，保压压力65MPa，保压时间2s，配合使用微流控芯片模具，制备具有亲水性的微流控芯片。本实施例中所用胶料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；亲水助剂为聚乙烯醇。实施例2取100份干燥的胶料，0.1份亲水助剂，1份色母，混合均匀，倒入注塑机，设置注塑参数为：喷嘴温度230℃，注射速度100mm/s，模具温度70℃，保压压力65MPa，保压时间2s，配合使用微流控芯片模具，制备具有亲水性的微流控芯片。本实施例中所用胶料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；亲水助剂为聚丙烯酸。实施例3取100份干燥的胶料，5份亲水助剂，5份色母，混合均匀，倒入注塑机，设置注塑参数为：喷嘴温度230℃，注射速度100mm/s，模具温度70℃，保压压力65MPa，保压时间2s，配合使用微流控芯片模具，制备具有亲水性的微流控芯片。本实施例中所用胶料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)；亲水助剂为聚乙烯吡咯烷酮。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备亲水性微流控芯片的材料，其特征在于，包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂0.1-5份，色母1-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备亲水性微流控芯片的材料，其特征在于，包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂0.1-5份，色母1-5份。


2.根据权利要求1所述的一种用于制备亲水性微流控芯片的材料，其特征在于，所述胶料为二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯、丙烯酸中的一种或多种复合聚合物。


3.根据权利要求1所述的一种用于制备亲水性微流控芯片的材料，其特征在于，所述亲水助剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的至少一种。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于制备亲水性微流控芯片的材料，其特征在于，包括如下重量份原料：胶料100份，亲水助剂0.5-2份，色母1-4份。


5.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于制备亲水性微流控...

【专利技术属性】
技术研发人员：于梦露，杨杰，赵朝辉，钟越，兰诗玉，
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