一种用于微图案化的微接触印刷方法技术

技术编号：40163542 阅读：15 留言：0更新日期：2024-01-26 23:36

本发明专利技术公开了一种用于微图案化的微接触印刷方法。该方法包括以下步骤：步骤S1：印章上墨；步骤S2：上墨印章在基底上的微接触印刷；步骤S3：微图案热固化成形。该方法的微图案化操作无任何化学添加剂使用、无需进行任何表面预修饰处理、10min内即可完成，真正实现了微接触印刷的绿色、简单、快速操作。本发明专利技术可实现聚二甲基硅氧烷微图案的高保真、多样化制备，广泛适用于各种体外活细胞操作与分析应用。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微图案化，具体涉及一种用于微图案化的微接触印刷方法。

技术介绍

1、微图案化技术的发展和应用在微观生命科学探索方面具有重要意义，其已成为生命科学探索和微工程领域发展不可或缺的技术。微图案可以提供具有几何多样性的受限空间。该特性为构建支持体外生物物质(如细胞、蛋白质、水滴)组装/排列、体内组织微环境重塑的微工程平台提供了一种可行性策略。

2、微接触印刷技术是一种引人注目的微图案制备方法，该技术主要通过接触印刷方式将感兴趣的材料(即墨水)从聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，pdms)印章表面转移至基底(如玻璃、硅、金和聚苯乙烯)上。该技术为微图案及微图案芯片的制备提供了一种相对简单的方法学指导。因此，其自20世纪90年代被提出以来，微接触印刷技术就受到了包括材料、工程和生物医学在内的诸多科学领域的极大关注。利用微接触印刷技术制备的图案化芯片通常可以在没有辅助设备的情况下对生物/化学样品进行微观操作(即生物图案化)，以再现体内生物微环境，进而探究细胞粘附、增殖、分化和相互作用等系列生理过程。然而，现有微接触印刷技术仍然存在一些不容忽视的突出问题，包括材料表面的预修饰处理、耗时长的上墨和印刷操作、潜在生物毒性试剂使用等。具体来说，首先，为了提高墨水分子到印章/基底的可转移性或赋予印章/基底目标特性(如：亲水性或疏水性)，需要通过生物化学涂层或等离子体氧化等措施对印章/基底进行表面改性处理。

3、一般地，为提高墨水分子到印章/基底的可转移性或赋予印章/基底某些目标特性，已有的相

4、在本专利技术的微接触印刷方案中，印章和墨水材料为同一种，即均为pdms(非极性、疏水)，所以无需再对印章进行任何表面改性处理也可实现印章对墨水的充分吸附。此外，本专利技术的方案中微图案的基底材料为玻璃等(本身具备亲水、细胞粘附特性)，即微图案芯片的界面为pdms/玻璃。本专利技术的研究证实，未经任何表面改性处理的pdms/玻璃界面具备的疏水、抗细胞粘附/亲水、细胞粘附差异已足够满足高保真及多样生物图案化的需求，所以对基底也无需再进行任何表面改性处理。

5、第二，在现有的微接触印刷技术中，印章上墨操作通常耗时长，短则10min，长达18h；耗时的上墨和印刷过程大大延长了单次微接触印刷的操作时长。

6、例如：在schober小组的研究中，pdms印章与涂在玻片上的胶原i型蛋白墨水溶液通过重力接触的方式上墨30min。(acs appl.mater.interfaces 2018,10,22857.)在shin小组的研究中，印章为pdms，墨水为聚多巴胺(polydopamine，pda)，印章浸入墨水溶液中上墨2h。(acs appl.mater.interfaces 2019,11,2802.)在lam小组的研究中，纤连蛋白墨水溶液覆在pdms印章上接触上墨2h。(langmuir 2018,34,1750.)在lee小组的研究中，pdms印章浸入pda墨水溶液中上墨18h。(adv.mater.technol.2022,7,2200404.)还有包括但不限于以下的研究工作在微接触印刷过程中印章上墨耗时长：acta biomater.2017,61,75；macromol.biosci.2015,15,613；langmuir2012,28,2131等。

7、在本专利技术的微接触印刷方案中，印章和墨水材料相同，均为pdms，所以印章在短时间内(5～10s)即可完成对墨水的充分吸附。

8、第三，如在tsai等人的工作中，蘸有pda墨水的pdms印章在基底上接触印刷10min。(acta biomater.2012,8,3678.)在zheng等人的研究中，等离子体处理的pdms印章在pda涂覆的玻璃基底上接触印刷6min。(small 2018,14,1802128.)在shin等人的工作中，蘸有pda墨水的pdms印章在水凝胶基底上接触印刷3min。(biomaterials 2018,165,105.)在west等人的工作中，蘸有pdms墨水的pdms印章在玻璃基底上接触印刷10s。(lab chip 2010,10,701.)还有包括但不限于以下的研究工作在微接触印刷过程中着墨印章在基底上的接触印刷时长较长：biomolecules 2018,8,37；sci rep 2015,5,13043等。

9、在本专利技术的微接触印刷方案中，是pdms印章将pdms墨水分子(印章和墨水为同一材料)通过接触印刷转移至玻璃基底上，本专利技术的研究证实四次30s～50s的印刷时长已足够满足高保真微图案的形成。

10、另外，现有微接触印刷过程一般使用了细胞毒性化学试剂，如：十二烷基硫酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于微图案化的微接触印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(1)中，印章的材料为固态的PDMS，墨水的材料为液态的PDMS。

3.根据权利要求1或2所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(1)中，墨水的厚度小于凹浮雕图案印章的深度。

4.根据权利要求3所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(1)中，凹浮雕图案印章的深度为60μm～120μm，优选为70μm；墨水的厚度为20μm～50μm，优选为30μm。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(1)中，PDMS印章浸入PDMS墨水中的时间为5s～10s，优选为5s。

6.根据权利要求1所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(2)中，基底材料选自以下一种或多种：玻璃、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯。

7.根据权利要求1或6所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(2)中，上墨印章在基底上印刷包括2～4次牺牲印刷和1次正式印刷，优选为3次牺牲印刷和1次正式印刷。

8.根据权利要求1或6或7所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(2)中，上墨印章在基底上进行印刷，每次印刷时间为30s～50s，优选为40s。

9.根据权利要求1所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(3)中，基底上微图案的热固化温度为70℃～90℃，优选为80℃。

10.根据权利要求1或9所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(3)中，基底上微图案热固化时间为200s～400s，优选为300s。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于微图案化的微接触印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(1)中，印章的材料为固态的pdms，墨水的材料为液态的pdms。

3.根据权利要求1或2所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(1)中，墨水的厚度小于凹浮雕图案印章的深度。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的微接触印刷方法，其特征在于：所述步骤(1)中，pdms印章浸入pdms墨水中的时间为5s～10s，优选为5s。

6.根据权利要求1所述的微接触印刷方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文明，孙美林，张晋玮，刘绪芳，付文柱，轩辕婷婷，刘泽平，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人