一種微流控芯片表面處理劑、制備方法及其應用技術

本申請涉及一種微流控芯片表面處理劑、制備方法及其應用，涉及檢測分析技術的領域，微流控芯片表面處理劑包括以下重量份的原材料：聚乙二醇單甲醚1~10份；偶聯劑0.1~0.5份；1,2

【技術實現步驟摘要】
一種微流控芯片表面處理劑、制備方法及其應用


[0001]本申請涉及檢測分析技術的領域，尤其是涉及一種微流控芯片表面處理劑、制備方法及其應用。

技術介紹

[0002]微流控芯片技術是一種以在微米尺度空間對流體進行操控為主要特征的科學技術。目前主流形式的微流控芯片是指把化學和生物等領域中涉及的樣品制備、反應、分離、檢測、細胞培養、分選、裂解等基本操作單元集成或基本集成到一塊幾平方厘米甚至更小的芯片上，由微通道形成網絡，以可控流體貫穿整個系統，用以實現常規化學、生物、材料、光學等不同實驗室的各種功能。
[0003]微流控芯片的材質決定了芯片的性能，目前常用的制作微流控芯片的材料包括石英、玻璃和聚合物等。其中，石英易碎、價格昂貴，并且表面化學行為復雜；玻璃微流控芯片的制作過程冗長，難以制得具有大寬深比的通道，并且芯片封接工藝復雜，因此，石英和玻璃等傳統的無機材料不利于微流控芯片的批量生產，已逐漸被聚合物材料所取代。聚合物材料具有成本低、易于加工等優點，并且具有良好的透光性和介電性，可以被廣泛應用于微流控芯片基材領域，目前使用最多的聚合物材料包括局二甲基硅氧烷、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等。由于聚合物材料大都為疏水材料，其表面親水性欠佳，導致微流控芯片中的液體樣本難以在微通道中浸潤、鋪展和流動，而且表面易于吸附樣品中的疏水性大分子，使檢測準確度和靈敏度降低，因此有必要對聚合物材料進行表面修飾改性，提升其表面親水性。
[0004]現有技術中常用的微流控芯片聚合物基材表面改性處理的方法主要以濕法化學處理法為主，通過在材料表面化學接枝或引發聚合的方法在疏水材料表面形成一層親水涂層，實現親水改性，但是這種方法極易破壞材料的本體結構而且工藝復雜，會產生大量的工業三廢，并增加了三廢處理成本，因此不適宜大規模的工業化推廣。

技術實現思路

[0005]針對現有技術中存在的問題，本申請提供一種微流控芯片表面處理劑、制備方法及其應用，以期減少聚合物基材表面改性過程中工業三廢的產生，降低生產和處理成本。
[0006]第一方面，本申請提供一種微流控芯片表面處理劑，采用如下的技術方案：一種微流控芯片表面處理劑，包括以下重量份的原材料：聚乙二醇單甲醚1～10份；偶聯劑0.1～0.5份；1,2
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丙二醇1～15份；二甲苯1～15份；去離子水50～80份；聚乙烯吡咯烷酮1～25份；
抗氧化劑0.1～0.5份；表面活性劑1～5份。
[0007]通過采用上述技術方案，偶聯劑分子中的有機官能基可以與聚合物基材表面發生偶聯反應，穩定接枝附著在聚合物基材表面，而偶聯劑分子中的親水官能基使其與水以及其他無機界面具有良好的反應性，進而在聚合物基體表面形成一層穩定附著的兩親性結合層。聚乙烯吡咯烷酮是一種非離子型水溶性高分子化合物，極易溶于水并且具有良好的吸附性、粘接性和成膜性，并且聚乙烯吡咯烷酮本身帶有親水基團，極易與水結合形成親水凝膠；聚乙二醇單甲醚具有良好的水溶性和潤濕性；聚乙二醇單甲醚與去離子水和1,2
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丙二醇混合后可以形成具有良好親水性和潤濕性能的醚/水/醇混合液，該混合液與聚乙烯吡咯烷酮一同形成一層具有良好且長效親水效果的親水涂層；再通過偶聯劑的接枝鍵合作用，可在基材表面形成一層穩定的親水改性涂層，該親水涂層在經過活化處理的基材表面可以穩定粘接，進而實現聚合物基材表面的親水改性，并且通過偶聯劑與聚合物基材表面的接枝鍵合，進一步提升親水改性涂層在基材表面的穩定性。
[0008]本申請中提供的微流控芯片表面處理劑，通過在微流控芯片基材表面形成一層穩定的親水涂層改善表現潤濕性能。通過本申請中的表面處理劑進行親水改性的過程中對基材表面結構的破壞性較小，并且沒有工業三廢產生，環保可靠。另外，經過上述表面處理劑處理后形成的親水涂層，不會吸附檢測樣品中的活性分子，可以有效降低對檢測準確度和靈敏度的影響。
[0009]可選的，所述聚乙二醇單甲醚的平均分子量為500～2000。
[0010]通過采用上述技術方案，低分子量的聚乙二醇單甲醚其粘度更低，具有更優的潤濕性能并可很好地調節混合液的稠度，制得的處理劑的成膜性能更優。
[0011]可選的，所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量為10000～20000。
[0012]通過采用上述技術方案，聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量限定在此范圍中，其具有更好的潤濕性和成膜性能，并且與基材表面之間的粘接性能更好，獲得更加穩定的親水涂層。
[0013]可選的，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑。
[0014]可選的，所述表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇、月桂醇硫酸鈉、丁二酸二辛酯磺酸鈉中的一種或多種組合。
[0015]通過采用上述技術方案，表面活性劑可以進一步改善聚合物基材表面的潤濕性，提升親水涂層在聚合物表面的附著穩定性。
[0016]可選的，所述抗氧化劑包括二丁基羥基甲苯、亞磷酸酯、亞磷酸三苯酯、硫代二丙酸雙月桂酯中的一種或多種組合。
[0017]通過采用上述技術方案，抗氧化劑可以提升處理劑的抗氧化性能，使形成的親水涂層保持長久的穩定性能和長效親水效果。
[0018]第二方面，本申請提供一種微流控芯片表面處理劑的制備方法，采用如下的技術方案：一種微流控芯片表面處理劑的制備方法，包括以下步驟：S1、將聚乙二醇單甲醚、1,2
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丙二醇和二甲苯混合均勻制得A組分；S2、取聚乙烯吡咯烷酮溶于去離子水中，然后加入硅烷偶聯劑、抗氧化劑以及表面
活性劑，混合均勻后得到B組分；S3、將A組分和B組分混合，得到微流控芯片表面處理劑。
[0019]第三方面，本申請提供一種微流控芯片表面處理劑在微流控芯片基材表面改性處理中的應用，包括以下步驟：對微流控芯片基材表面進行等離子處理，然后將微流控芯片基材表面浸漬微流控芯片表面處理劑，表面處理劑固化后形成親水涂層。
[0020]基材表面經過等離子處理后會產生更多的活化基團利于表面處理劑中的活性成分的接枝改性，同時可以增強親水涂層在基材表面的粘接效果和穩定性。等離子處理氣體優選為氧氣；所述聚合物基材包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。基材表面浸漬表面處理劑后，靜置3～10min，然后吹去基材表面殘余的處理劑，涂層自然固化。
[0021]綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：1.本申請技術方案中，通過聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇單甲醚的協同作用，可以在微流控芯片聚合物基材表面形成具有良好親水性和潤濕性能的親水涂層，并通過偶聯劑和表面活性劑的作用，使得親水涂層中的活性成分與基材表面接枝改性，結合處理劑組分自身的粘接效果，制得親水涂層可以在基材表面穩定存在并具有長效的親水效果。
[0022]2.本申請中提供的微流控芯片表面處理劑，通過在微流控芯片基材表面形成一層穩定的親水涂層改善表現潤濕性能。通過本申請中的表面處理劑進行親水改性的過程中對基材表面結構的破壞性較小，并且沒有工業三廢產生，環保可靠。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種微流控芯片表面處理劑，其特征在于，包括以下重量份的原材料：聚乙二醇單甲醚1~10份；偶聯劑0.1~0.5份；1,2
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丙二醇1~15份；二甲苯1~15份；去離子水50~80份；聚乙烯吡咯烷酮1~25份；抗氧化劑0.1~0.5份；表面活性劑1~5份。2.根據權利要求1所述的一種微流控芯片表面處理劑，其特征在于，所述表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、聚乙二醇、月桂醇硫酸鈉、丁二酸二辛酯磺酸鈉中的一種或多種組合。3.根據權利要求1所述的一種微流控芯片表面處理劑，其特征在于，所述抗氧化劑包括二丁基羥基甲苯、亞磷酸酯、亞磷酸三苯酯、硫代二丙酸雙月桂酯中的一種或多種組合。4.根據權利要求1所述的一種微流控芯片表面處理劑，其特征在于，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑。5.根據權利要求1所述的一種微流控芯片表面處理劑，其特征在于，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林志鏗，陳志堅，劉峰，
申請(專利權)人：廈門為正生物科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：