本發(fā)明涉及微流控孔道表面處理技術，具體涉及一種在微流控孔道中沉積納米金的工藝方法。

背景技術：

微流控也被稱作微流控芯片或微流控實驗室，通常指把生物醫(yī)學和化學實驗過程中的采樣、樣品預處理、進樣、分離、檢測等操作過程有效集中在一塊幾平方厘米大小的芯片上的一種技術平臺^[1]。微流控技術被廣泛地應用與化學^[2，3]及生物醫(yī)學^[4，5]等領域，極大地簡化了操作步驟，縮短了反應時間，增強了檢測靈敏度，提高了整體效率。納米金是指金的粒徑為1-100nm之間的粒子，通過修飾，納米金可以和DNA、RNA、蛋白質(zhì)等分子結合，應用于生物醫(yī)學及生物傳感器方面，汪毅等人^[6]利用兩組DNA探針修飾的納米金微粒，有效地檢測乙肝病毒DNA。薛瑞等人^[7]利用層層自組裝技術制作了生物傳感器利用帶正的高分子聚電解質(zhì)聚二烯丙基二甲基氯化銨，把金納米粒子和乙酰膽堿酯酶通過靜電逐層固定至玻碳電極的表面，使得被固定的乙酰膽堿酯酶對其底物具有更快的響應度及更高的親和力。因此，在微流控孔道中應用納米金的生物反應活性，可以有效地拓展微流控的應用范圍，將與納米金的相關實驗微型化。然而目前尚無在微流控孔道中對納米金進行快速、簡單、重復性好、低成本沉積的方法^[8]，嚴重制約了納米金在微流控中的應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種以帶有(PDDA/PSS)_n多層自組裝膜的ITO玻璃為基底，用KAuCl₄和H₂SO₄混合液，采用計時電流法，在聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控孔道內(nèi)進行納米金沉積的方法，避免使用貴重儀器、復雜工藝條件等問題。

本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種在微流控孔道中沉積納米金的方法，包括以下步驟：

S1將PDMS單體和引發(fā)體按10:1的質(zhì)量比制備成微流控芯片；

S2ITO玻璃經(jīng)臭氧清洗，使其表面附帶大量負電荷；

S3將經(jīng)過臭氧處理后的ITO玻璃放入聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)溶液中形成多層PDDA層與聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)組裝，制備出帶有(PDDA/PSS)_n多層自組裝膜的ITO玻璃，n大于1；

S4在勻膠機中將光刻膠均勻地鋪在S3處理過ITO玻璃上，將微流控芯片與ITO玻璃封接在一起；

S5采用三電極體系，將KAuCl₄和H₂SO₄的混合液注入微流控通道中，采用計時電流法進行納米金沉積。

優(yōu)選地，所述步驟S2中，先用無水乙醇超聲清洗ITO玻璃，再置于紫外臭氧清洗機中30min。

優(yōu)選地，所述步驟S3中，PDDA溶液濃度為1～10mg/mL，優(yōu)選1mg/mL。

優(yōu)選地，所述步驟S5中三電極體系為：將表面帶有(PDDA/PSS)_n靜電自組裝層的ITO玻璃作為工作電極，鉑片電極為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極。

優(yōu)選地，所述步驟S5中計時電流法中固定沉積電壓為1～-1000mV，時間為1～3600s；具體數(shù)值要經(jīng)測試后搭配使用，如當n＝6時，優(yōu)選固定沉積電壓為-200mV，時間為200s。

優(yōu)選地，所述步驟S5中，KAuCl₄濃度為0.0001～1mol/L，H₂SO₄濃度為0.0001～1mol/L，具體數(shù)值要經(jīng)測試后搭配使用，如當n＝6時，優(yōu)選KAuCl₄濃度為0.1mol/L，H₂SO₄濃度為0.5mol/L。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明以帶有(PDDA/PSS)_n多層自組裝膜的ITO玻璃為基底與由PDMS制成的芯片封接而形成微流控芯片，然后將KAuCl₄和H₂SO₄混合液注入微流控孔道中，通過計時電流法在其中沉積納米金。由于ITO玻璃及PDMS價格低廉，所用的層層組裝法及計時電流法簡單易行，結果重復性高，非常適合在微流控孔道中制備穩(wěn)定的納米金沉積膜。納米金表面形貌檢測顯示在微流控孔道內(nèi)可見分布均勻的納米金顆粒。本發(fā)明具有快速、簡單、重復性好、成本低等特點，避免了使用昂貴的儀器、繁瑣的工藝方法、苛刻的制備條件，將納米金沉積在微流控孔道中，在生物醫(yī)學檢測及生物傳感器領域有著廣泛的應用價值及應用潛力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1帶有(PDDA/PSS)₆多層自組裝膜的ITO玻璃納米金沉積前后的對比；

圖2為本發(fā)明實施例1納米金在微流控孔道中的沉積照片；

圖3為本發(fā)明實施例1納米金的電鏡形貌表征照片。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實施例中如無特殊說明，所采用的實驗方法均為常規(guī)方法，所用材料、試劑等均可從化學公司購買。PDMS可以采用本領域公知的任一種制備方法，其中單體和引發(fā)體購于Momentive公司，名稱：RTV615044-PL BX Kit(分A、B液)，貨號：009482。

實施例1

(1)將PDMS A液(單體)和B液(引發(fā)體)按10:1的質(zhì)量比倒入燒杯中，用玻璃棒攪拌5分鐘后倒進上述裝有硅片的培養(yǎng)皿中。

(2)將培養(yǎng)皿放于濃縮干燥器中，用隔膜真空泵抽氣1.5小時以除去PDMS中的氣泡，然后置于80℃的真空干燥箱固化1小時。

(3)待其自然冷卻后將PDMS從硅片模板上輕輕剝離，用切割機切成小塊，再用手動芯片打孔機在相應部位打孔，以備實驗使用。

(4)用無水乙醇超聲清洗ITO玻璃，再置于紫外臭氧清洗機中30分鐘，然后將清洗好的ITO的導電面朝上放置，放入1mg/mL的PDDA溶液中浸泡5min，取出后，使用蒸餾水少量多次進行清洗，然后使用氮氣吹干。

(5)使用同樣的步驟，對組裝有PDDA層的ITO玻璃進行PSS組裝。完成后，可制得一層(PDDA/PSS)自組裝層。重復上述的過程6次，可制備出帶有(PDDA/PSS)₆多層自組裝膜的ITO玻璃。

(6)最后用氮氣封裝在培養(yǎng)皿中待用。

(7)將事先準備好的ITO玻璃片放在勻膠機的轉盤上，然后在硅片的中心加入200μL的PDMS，通過勻膠機將光刻膠均勻地鋪滿整個玻璃片表面。

(8)將打好孔的芯片在上述玻璃片上粘取PDMS，然后與ITO玻璃的導電面粘接在一起。

(9)準備好電化學工作站，采用三電極體系，表面帶有(PDDA/PSS)₆靜電自組裝層的ITO玻璃為工作電極，鉑片電極為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極。

(10)將KAuCl₄(0.1mol/L)和H₂SO₄(0.5mol/L)混合液200μL注入微流控通道中，采用計時電流法，固定沉積電壓為-200mV，采用200s的時間，進行納米金沉積。帶有(PDDA/PSS)₆靜電自組裝層的ITO玻璃進行納米金沉積后前后見圖1，納米金在微流控孔道中沉積前后如圖2所示。通過掃描電子顯微鏡可以觀察到微流控孔道中納米金的形貌，見圖3。

實施例2

(1)將PDMS A液(單體)和B液(引發(fā)體)按10:1的質(zhì)量比倒入燒杯中，用玻璃棒攪拌5分鐘后倒進上述裝有硅片的培養(yǎng)皿中。將培養(yǎng)皿放于濃縮干燥器中，用隔膜真空泵抽氣1.5小時以除去PDMS中的氣泡，然后置于80℃的真空干燥箱固化1小時。待其自然冷卻后將PDMS從硅片模板上輕輕剝離，用切割機切成小塊，再用手動芯片打孔機在相應部位打孔，以備實驗使用。

(2)用無水乙醇超聲清洗ITO玻璃，再置于紫外臭氧清洗機中30分鐘，然后將清洗好的ITO的導電面朝上放置，放入10mg/mL的PDDA溶液中浸泡5min，取出后，使用蒸餾水少量多次進行清洗，然后使用氮氣吹干。使用同樣的步驟，對組裝有PDDA層的ITO玻璃進行PSS組裝。完成后，可制得一層(PDDA/PSS)自組裝層。重復上述的過程10次，可制備出帶有(PDDA/PSS)₁₀多層自組裝膜的ITO玻璃。最后用氮氣封裝在培養(yǎng)皿中待用。

(3)將事先準備好的ITO玻璃片放在勻膠機的轉盤上，然后在硅片的中心加入200μL的PDMS，通過勻膠機將光刻膠均勻地鋪滿整個玻璃片表面。將打好孔的芯片在上述玻璃片上粘取PDMS，然后與ITO玻璃的導電面粘接在一起。

(4)準備好電化學工作站，采用三電極體系，表面帶有(PDDA/PSS)₁₀靜電自組裝層的ITO玻璃為工作電極，鉑片電極為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極。將KAuCl₄(0.2mol/L)和H₂SO₄(0.2mol/L)混合液200μL注入微流控通道中，采用計時電流法，固定沉積電壓為-400mV，采用1600s的時間，進行納米金沉積。

實施例3

(1)將PDMS A液(單體)和B液(引發(fā)體)按10:1的質(zhì)量比倒入燒杯中，用玻璃棒攪拌5分鐘后倒進上述裝有硅片的培養(yǎng)皿中。將培養(yǎng)皿放于濃縮干燥器中，用隔膜真空泵抽氣1.5小時以除去PDMS中的氣泡，然后置于80℃的真空干燥箱固化1小時。待其自然冷卻后將PDMS從硅片模板上輕輕剝離，用切割機切成小塊，再用手動芯片打孔機在相應部位打孔，以備實驗使用。

(2)用無水乙醇超聲清洗ITO玻璃，再置于紫外臭氧清洗機中30分鐘，然后將清洗好的ITO的導電面朝上放置，放入10mg/mL的PDDA溶液中浸泡5min，取出后，使用蒸餾水少量多次進行清洗，然后使用氮氣吹干。使用同樣的步驟，對組裝有PDDA層的ITO玻璃進行PSS組裝。(PDDA/PSS)在ITO玻璃上至少應形成1層膜，這樣納米銀或納米金才能在微流控孔道中沉積。完成后，可制得一層(PDDA/PSS)自組裝層。重復上述的過程15次，可制備出帶有(PDDA/PSS)₁₅多層自組裝膜的ITO玻璃。最后用氮氣封裝在培養(yǎng)皿中待用。

(3)將事先準備好的ITO玻璃片放在勻膠機的轉盤上，然后在硅片的中心加入200μL的PDMS，通過勻膠機將光刻膠均勻地鋪滿整個玻璃片表面。將打好孔的芯片在上述玻璃片上粘取PDMS，然后與ITO玻璃的導電面粘接在一起。

(4)準備好電化學工作站，采用三電極體系，表面帶有(PDDA/PSS)₁₅靜電自組裝層的ITO玻璃為工作電極，鉑片電極為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極。將KAuCl₄(1mol/L)和H₂SO₄(1mol/L)混合液200μL注入微流控通道中，采用計時電流法，固定沉積電壓為-600mV，采用200s的時間，進行納米金沉積。

以上所述，僅為本發(fā)明創(chuàng)造較佳的具體實施方式，但本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明創(chuàng)造披露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。

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