聚氨酯分子印章及其制备方法 (一)技术领域:本发明涉及一种用于制造微阵列生物芯片的器具及该器具的制备方法,尤其是指用于转移生物物质或化学物质的聚氨酯分子印章及其制备方法。
(二)技术背景:目前国内外普遍采用聚二甲基硅氧烷制作印章,这种制备方法制得的印章在其压印时界面上的反应效率差,为提高反应效率,对印章进行等离子处理,但这种处理也会在一定程度上损坏表面图案,且经过一定时间后,聚二甲基硅氧烷表面又会恢复原来状态。另一方面,这种印章强度较差,并且在固化时收缩形变大(~1%)。
(三)发明内容:
技术问题 本发明提出一种能使化学反应物质均匀分布其上,弹性、耐磨性及强度更好的聚氨酯分子印章及其制备方法。
技术方案I 一种制作微阵列生物芯片用的聚氨酯分子印章,由基板1和化学反应物质层3组成,在基板1和化学反应物质层3之间设有极性印章本体2,极性印章本体2设在基板1上,化学物质层3附着在极性印章本体2的凸起21上。
技术方案II 一种聚氨酯分子印章的制备方法,在基片上涂光刻胶,将掩模置于光刻胶上,并以紫外光照射在掩模上,将感光的光刻胶显影后得到光刻胶图案,将极性高分子聚合物覆在光刻胶图案上,并将基板覆在其上,待聚合物交联、固化后,剥离掉基片和光刻胶后得到连于基板的极性印章本体,最后将化学反应物质涂布在极性印章本体上。
有益效果 ①由于本发明所述的印章采用了表面极性较好的极性印章本体,可使化学反应物质(如:核酸、蛋白质等生物活性物质;包括药物在内的化合物等)均匀地分布其上。尤其是本发明采用了聚氨酯聚合体印章本体或聚氨酯与聚二甲基硅氧烷共聚体印章本体后,可以更为均匀的湿润分布,且与芯片基片的接触优于使用聚二甲基硅氧烷印章,反应更加均匀一致。此外,这种印章本体的弹性好、耐磨及强度高。本发明利用修饰层,将极性印章本体与基板连接在一起,即使在上述两者的材料极性相差较大的情况下,也能保证印章本体的收缩率小于1%。②本发明所述的制备方法能够制出表面极性好地印章本体,由此使得印章本体上分布或键合的化学反应物质层均匀。尤其是采用本方法可以制取印章本体为聚氨酯聚合体印章本体或聚氨酯与聚二甲基硅氧烷共聚体印章本体的聚氨酯分子印章,而这种印章可使化学反应物质更为均匀地分布于印章,与生物芯片基片的接触优于现有的聚二甲基硅氧烷印章,并且弹性、耐磨及强度更好,而涂覆修饰材料可使本发明的收缩率小于1%。
(四)附图说明:图1为本发明分子印章的结构示意图。
(五)实施方案:
实施例1 一种制作微阵列生物芯片用的聚氨酯分子印章,由基板1和化学反应物质层3组成,在基板1和化学反应物质层3之间设有极性印章本体2,极性印章本体2设在基板1上,化学物质层3附着在极性印章本体2的凸起21上,极性印章本体2为聚氨酯聚合体印章本体,也可以是聚氨酯与聚二甲基硅氧烷共聚体印章基体,在基板1的与极性印章本体2相邻表面上设有极性与极性印章本体2的材料极性相近的修饰层11。
实施例2 一种聚氨酯分子印章的制备方法,在基片上涂光刻胶,将掩模置于光刻胶上,并以紫外光照射在掩模上,将感光的光刻胶显影后得到的光刻胶图案,将极性高分子聚合物覆在光刻胶图案上,并将基板1覆在其上,待聚合物交联、固化后,剥离掉基片和光刻胶后得到连于基板的极性印章本体,最后将化学反应物质涂布在极性印章本体上,极性高分子聚合物可以是聚氨酯预聚体,也可以是聚氨酯与聚二甲基硅氧烷共聚体,极性高分子聚合物为聚氨酯预聚体时,采用如下方法来制备:将聚丙醚加热至80℃-160℃,减压至15-30毫米汞柱脱水,然后降温至10℃-60℃,加入相当于聚丙醚加入量的0.1%-0.5%(质量百分比)的二月桂酸二丁基锡及相当于聚丙醚加入量的200%-350%(摩尔百分比)的甲苯二异氰酸酯并搅拌,自然升温1小时,再置于60℃-100℃下搅拌,反应0.5-4小时,具体来说,本发明可以将聚丙醚加热至80℃,减压至15毫米汞柱脱水,然后降温至10℃,加入相当于聚丙醚加入量的0.1%(质量百分比)的二月桂酸二丁基锡及相当于聚丙醚加入量的250%(摩尔百分比)的甲苯二异氰酸酯并搅拌,自然升温1小时,再置于60℃下搅拌,反应4小时;本发明也可以将聚丙醚加热至140℃,减压至30毫米汞柱脱水,然后降温至60℃,加入相当于聚丙醚加入量的0.3%(质量百分比)的二月桂酸二丁基锡及相当于聚丙醚加入量的300%(摩尔百分比)的甲苯二异氰酸酯并搅拌,自然升温1小时,再置于100℃下搅拌,反应1小时;本发明还可以将聚丙醚加热至121℃,减压至22毫米汞柱脱水,然后降温40℃,加入相当于聚丙醚加入量的0.4%(质量百分比)的二月桂酸二丁基锡及相当于聚丙醚加入量的310%(摩尔百分比)的甲苯二异氰酸酯并搅拌,自然升温1小时,再置于80℃下搅拌,反应2小时,上述预聚体采用如下方法来交联:将预聚体加热至60℃-100℃,例如:加热至60℃、81℃或100℃,加入相当于预聚体量的7%-18%(质量百分比)的3,3,-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷,例如:8%、11%或17%,充分搅拌混和,减压脱泡,再于20℃-100℃下,例如:25℃,60℃,80℃,或100℃固化8-48小时,例如:8小时,24小时,48小时,极性高分子聚合物体为聚氨酯与聚二甲基硅氧烷共聚体时,其制备方法如下:
第一步:制取聚氨酯预聚体:将聚丙醚加热至80℃-160℃,减压至15-30毫米汞柱脱水,然后降温至10℃-60℃,加入相当于聚丙醚加入量的0.1%-0.5%(质量百分比)的二月桂酸二丁基锡及相当于聚丙醚加入量的10%-20%(质量百分比)的甲苯二异氰酸酯并搅拌,自然升温1小时,再置于60℃-100℃下搅拌,反应1-3小时;
第二步:合成聚硅二醇:取八甲基环四硅烷,在苯三甲烷酯和水的存在下进行四氢呋喃溶液开环聚合,在10℃-60℃下反应5-20小时得到聚硅二醇;
第三步:取聚氨酯预聚体,在惰性气体保护下,加热至40℃-90℃,加入聚氨酯加入量的10%-20%(质量百分比)的聚硅二醇搅拌均匀,反应1-2小时,随后加入聚氨酯加入量的1%-5%(质量百分比)的甲苯二异氰酸酯和3%-7%(质量百分比)的1,4-丁二醇,搅拌反应10-40分钟,减压脱胞,再于20℃-100℃下固化8-48小时,本发明还在在基板1上涂覆与极性高分子聚合物极性相近的修饰材料,例如:修饰材料为市售的AAA型环氧树脂胶。