專利名稱：聚氨酯分子印章及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造微陣列生物芯片的器具及該器具的制備方法，尤其是指用于轉(zhuǎn)移生物物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)的聚氨酯分子印章及其制備方法。
(二)技術(shù)背景目前國內(nèi)外普遍采用聚二甲基硅氧烷制作印章，這種制備方法制得的印章在其壓印時(shí)界面上的反應(yīng)效率差，為提高反應(yīng)效率，對(duì)印章進(jìn)行等離子處理，但這種處理也會(huì)在一定程度上損壞表面圖案，且經(jīng)過一定時(shí)間后，聚二甲基硅氧烷表面又會(huì)恢復(fù)原來狀態(tài)。另一方面，這種印章強(qiáng)度較差，并且在固化時(shí)收縮形變大(～1％)。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題 本發(fā)明提出一種能使化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)均勻分布其上，彈性、耐磨性及強(qiáng)度更好的聚氨酯分子印章及其制備方法。
技術(shù)方案I 一種制作微陣列生物芯片用的聚氨酯分子印章，由基板1和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層3組成，在基板1和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層3之間設(shè)有極性印章本體2，極性印章本體2設(shè)在基板1上，化學(xué)物質(zhì)層3附著在極性印章本體2的凸起21上。
技術(shù)方案II 一種聚氨酯分子印章的制備方法，在基片上涂光刻膠，將掩模置于光刻膠上，并以紫外光照射在掩模上，將感光的光刻膠顯影后得到光刻膠圖案，將極性高分子聚合物覆在光刻膠圖案上，并將基板覆在其上，待聚合物交聯(lián)、固化后，剝離掉基片和光刻膠后得到連于基板的極性印章本體，最后將化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)涂布在極性印章本體上。
有益效果 ①由于本發(fā)明所述的印章采用了表面極性較好的極性印章本體，可使化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)(如核酸、蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)；包括藥物在內(nèi)的化合物等)均勻地分布其上。尤其是本發(fā)明采用了聚氨酯聚合體印章本體或聚氨酯與聚二甲基硅氧烷共聚體印章本體后，可以更為均勻的濕潤分布，且與芯片基片的接觸優(yōu)于使用聚二甲基硅氧烷印章，反應(yīng)更加均勻一致。此外，這種印章本體的彈性好、耐磨及強(qiáng)度高。本發(fā)明利用修飾層，將極性印章本體與基板連接在一起，即使在上述兩者的材料極性相差較大的情況下，也能保證印章本體的收縮率小于1％。②本發(fā)明所述的制備方法能夠制出表面極性好的印章本體，由此使得印章本體上分布或鍵合的化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層均勻。尤其是采用本方法可以制取印章本體為聚氨酯聚合體印章本體或聚氨酯與聚二甲基硅氧烷共聚體印章本體的聚氨酯分子印章，而這種印章可使化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)更為均勻地分布于印章，與生物芯片基片的接觸優(yōu)于現(xiàn)有的聚二甲基硅氧烷印章，并且彈性、耐磨及強(qiáng)度更好，而涂覆修飾材料可使本發(fā)明的收縮率小于1％。
圖1為本發(fā)明分子印章的結(jié)構(gòu)示意圖。
(五)實(shí)施方案實(shí)施例1 一種制作微陣列生物芯片用的聚氨酯分子印章，由基板1和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層3組成，在基板1和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層3之間設(shè)有極性印章本體2，極性印章本體2設(shè)在基板1上，化學(xué)物質(zhì)層3附著在極性印章本體2的凸起21上，極性印章本體2為聚氨酯聚合體印章本體，也可以是聚氨酯與聚二甲基硅氧烷共聚體印章基體，在基板1的與極性印章本體2相鄰表面上設(shè)有極性與極性印章本體2的材料極性相近的修飾層11。
實(shí)施例2 一種聚氨酯分子印章的制備方法，在基片上涂光刻膠，將掩模置于光刻膠上，并以紫外光照射在掩模上，將感光的光刻膠顯影后得到的光刻膠圖案，將極性高分子聚合物覆在光刻膠圖案上，并將基板1覆在其上，待聚合物交聯(lián)、固化后，剝離掉基片和光刻膠后得到連于基板的極性印章本體，最后將化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)涂布在極性印章本體上，極性高分子聚合物可以是聚氨酯預(yù)聚體，也可以是聚氨酯與聚二甲基硅氧烷共聚體，極性高分子聚合物為聚氨酯預(yù)聚體時(shí)，采用如下方法來制備將聚丙醚加熱至80℃-160℃，減壓至15-30毫米汞柱脫水，然后降溫至10℃-60℃，加入相當(dāng)于聚丙醚加入量的0.1％-0.5％(質(zhì)量百分比)的二月桂酸二丁基錫及相當(dāng)于聚丙醚加入量的200％-350％(摩爾百分比)的甲苯二異氰酸酯并攪拌，自然升溫1小時(shí)，再置于60℃-100℃下攪拌，反應(yīng)0.5-4小時(shí)，具體來說，本發(fā)明可以將聚丙醚加熱至80℃，減壓至15毫米汞柱脫水，然后降溫至10℃，加入相當(dāng)于聚丙醚加入量的0.1％(質(zhì)量百分比)的二月桂酸二丁基錫及相當(dāng)于聚丙醚加入量的250％(摩爾百分比)的甲苯二異氰酸酯并攪拌，自然升溫1小時(shí)，再置于60℃下攪拌，反應(yīng)4小時(shí)；本發(fā)明也可以將聚丙醚加熱至140℃，減壓至30毫米汞柱脫水，然后降溫至60℃，加入相當(dāng)于聚丙醚加入量的0.3％(質(zhì)量百分比)的二月桂酸二丁基錫及相當(dāng)于聚丙醚加入量的300％(摩爾百分比)的甲苯二異氰酸酯并攪拌，自然升溫1小時(shí)，再置于100℃下攪拌，反應(yīng)1小時(shí)；本發(fā)明還可以將聚丙醚加熱至121℃，減壓至22毫米汞柱脫水，然后降溫40℃，加入相當(dāng)于聚丙醚加入量的0.4％(質(zhì)量百分比)的二月桂酸二丁基錫及相當(dāng)于聚丙醚加入量的310％(摩爾百分比)的甲苯二異氰酸酯并攪拌，自然升溫1小時(shí)，再置于80℃下攪拌，反應(yīng)2小時(shí)，上述預(yù)聚體采用如下方法來交聯(lián)將預(yù)聚體加熱至60℃-100℃，例如加熱至60℃、81℃或100℃，加入相當(dāng)于預(yù)聚體量的7％-18％(質(zhì)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?jǐn)嚢杌旌停瑴p壓脫泡，再于20℃-100℃下，例如25℃，60℃，80℃，或100℃固化8-48小時(shí)，例如8小時(shí)，24小時(shí)，48小時(shí)，極性高分子聚合物體為聚氨酯與聚二甲基硅氧烷共聚體時(shí)，其制備方法如下第一步制取聚氨酯預(yù)聚體將聚丙醚加熱至80℃-160℃，減壓至15-30毫米汞柱脫水，然后降溫至10℃-60℃，加入相當(dāng)于聚丙醚加入量的0.1％-0.5％(質(zhì)量百分比)的二月桂酸二丁基錫及相當(dāng)于聚丙醚加入量的10％-20％(質(zhì)量百分比)的甲苯二異氰酸酯并攪拌，自然升溫1小時(shí)，再置于60℃-100℃下攪拌，反應(yīng)1-3小時(shí)；第二步合成聚硅二醇取八甲基環(huán)四硅烷，在苯三甲烷酯和水的存在下進(jìn)行四氫呋喃溶液開環(huán)聚合，在10℃-60℃下反應(yīng)5-20小時(shí)得到聚硅二醇；第三步取聚氨酯預(yù)聚體，在惰性氣體保護(hù)下，加熱至40℃-90℃，加入聚氨酯加入量的10％-20％(質(zhì)量百分比)的聚硅二醇攪拌均勻，反應(yīng)1-2小時(shí)，隨后加入聚氨酯加入量的1％-5％(質(zhì)量百分比)的甲苯二異氰酸酯和3％-7％(質(zhì)量百分比)的1，4-丁二醇，攪拌反應(yīng)10-40分鐘，減壓脫胞，再于20℃-100℃下固化8-48小時(shí)，本發(fā)明還在在基板1上涂覆與極性高分子聚合物極性相近的修飾材料，例如修飾材料為市售的AAA型環(huán)氧樹脂膠。
權(quán)利要求
1.一種制作微陣列生物芯片用的聚氨酯分子印章，由基板(1)和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層(3)組成，其特征在于在基板(1)和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層(3)之間設(shè)有極性印章本體(2)，極性印章本體(2)設(shè)在基板(1)上，化學(xué)物質(zhì)層(3)附著在極性印章本體(2)的凸起(21)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯分子印章，其特征在于極性印章本體(2)為聚氨酯聚合體印章本體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯分子印章，其特征在于為聚氨酯與聚二甲基硅氧烷共聚體印章本體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的聚氨酯分子印章，其特征在于在基板(1)的與極性印章本體(2)相鄰表面上設(shè)有極性與極性印章本體(2)的材料極性相近的修飾層(11)。
5.一種用于制造權(quán)利要求1所述的聚氨酯分子印章的制備方法，其特征在于在基片上涂光刻膠，將掩模置于光刻膠上，并以紫外光照射在掩模上，將感光的光刻膠顯影后得到光刻膠圖案，將極性高分子聚合物覆在光刻膠圖案上，并將基板(1)覆在其上，待聚合物交聯(lián)、固化后，剝離掉基片和光刻膠后得到連于基板的極性印章本體，最后將化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)涂布在極性印章本體上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯分子印章的制備方法，其特征在于極性高分子聚合物為聚氨酯預(yù)聚體，采用如下方法來制備將聚丙醚加熱至80℃-160℃，減壓至15-30毫米汞柱脫水，然后降溫至10℃-60℃，加入相當(dāng)于聚丙醚加入量的0.1％-0.5％(質(zhì)量百分比)的二月桂酸二丁基錫及相當(dāng)于聚丙醚加入量的200％-350％(摩爾百分比)的甲苯二異氰酸酯并攪拌，自然升溫1小時(shí)，再置于60℃-100℃下攪拌，反應(yīng)0.5-4小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯分子印章的制備方法，其特征在于預(yù)聚體采用如下方法來交聯(lián)將預(yù)聚體加熱至60℃-100℃，加入相當(dāng)于預(yù)聚體量的7％-18％(質(zhì)量百分比)的3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯甲烷，充分?jǐn)嚢杌旌停瑴p壓脫泡，在20℃-100℃下，固化8-48小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚氨酯分子印章的制備方法，其特征在于極性高分子聚合物為聚氨酯與聚二甲基硅氧烷共聚體，其制備方法如下第一步制取聚氨酯預(yù)聚體將聚丙醚加熱至80℃-160℃，減壓至15-30毫米汞柱脫水，然后降溫至10℃-60℃，加入相當(dāng)于聚丙醚加入量的0.1％-0.5％(質(zhì)量百分比)的二月桂酸二丁基錫及相當(dāng)于聚丙醚加入量的10％-20％(質(zhì)量百分比)的甲苯二異氰酸酯并攪拌，自然升溫1小時(shí)，再置于60℃-100℃下攪拌，反應(yīng)1-3小時(shí)；第二步合成聚硅二醇取八甲基環(huán)四硅氧烷，在苯三甲烷酯和水的存在下進(jìn)行四氫呋喃溶液開環(huán)聚合，在10℃-60℃下反應(yīng)5-20小時(shí)得到聚硅二醇；第三步取聚氨酯預(yù)聚體，在惰性氣體保護(hù)下，加熱至40℃-90℃，加入相當(dāng)于聚氨酯加入量的10％-20％(質(zhì)量百分比)的聚硅二醇攪拌均勻，反應(yīng)1-2小時(shí)，隨后加入相當(dāng)于聚氨酯加入量的1％-5％(質(zhì)量百分比)的甲苯二異氰酸酯和相當(dāng)于聚氨酯加入量的3％-7％(質(zhì)量百分比)的1，4-丁二醇，攪拌反應(yīng)10-40分鐘，減壓脫泡，在20℃-100℃下，固化8-48小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7或8所述的聚氨酯分子印章的制備方法，其特征在于在基板(1)上涂覆與極性高分子聚合物極性相近的修飾材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制作微陣列生物芯片用的聚氨酯分子印章，由基板和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層組成，在基板和化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)層之間設(shè)有極性印章本體，極性印章本體設(shè)在基板上，化學(xué)物質(zhì)層附著在極性印章本體的凸起上。本發(fā)明所述的印章具有化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)均勻的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還公開了一種聚氨酯分子印章的制備方法，在基片上涂光刻膠，將掩模置于光刻膠上，并以紫外光照射在掩模上，將感光的光刻膠顯影后得到的光刻膠圖案，將極性高分子聚合物覆在光刻膠圖案上，并將基板覆在其上，待聚合物交聯(lián)、固化后，剝離掉基片和光刻膠后得到連于基板的極性印章本體，最后將化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)涂布在極性印章本體上。本發(fā)明所述的方法能夠制造出化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)均勻地分布于印章上，與生物芯片基片接觸更好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B41K1/02GK1405008SQ01127230
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月19日
發(fā)明者何農(nóng)躍, 陸祖宏, 劉正春, 賀全國, 肖鵬峰 申請(qǐng)人:東南大學(xué)