用于微流体应用的相分离复合体的制作方法

专利名称：用于微流体应用的相分离复合体的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于微流体应用的设备领域，如生物分子的色谱学。
背景技术：
微流体设备对于不同的应用，如用于分子诊断传感器中起重要的作 用。典型地，这些设备包含尺寸低于一毫米的通道。利用数种技术来制备 所述通道体系。通过印刷技术与通过模塑或压印的蚀刻和复制的组合来产 生结构化的基质。为了产生通道体系，结构化的基质必须与覆盖物结合以 封闭体系。必须非常小心地将覆盖物与基质粘合以实现密封而不会破坏通 道的几何结构。随着通道尺寸的降低，取向和粘合过程变得更加困难，尤 其是在胶结剂辅助粘合的情形中。粘合条件必须与生物材料和存在于基质 上的特定的表面处理相匹配。这限制了粘合过程，例如热粘合的可用性。
中，在此以引^的方k加入本发明中:其公开了在基质上制备聚合物层的
方法，包括步骤a)在基质和至少部分透明的元件之间形成包含光聚合性 聚合物前体的液体层；b)通过所述至少部分透明的元件将所述液体层曝 光，由此聚合所述液体层的一个或多个区域以形成聚合物层；和c)去除所
述液体层的任何未聚合区域。
现有技术中已知有多种类似的方法。然而，所有这些方法具有如下的
缺点
-通常不可能在一步中制备"密封的"通道，即具有覆盖物的通道。 -基本上所有的这些方法涉及到单体如(甲基)丙烯酸酯，甲基(甲基)丙 烯酸酯或环氧化物单体的部分聚合。必须除去未聚合的单体。然而，由于 这些未反应的单体仍然是高反应性的，因此不能控制反应，从而存在的风 险是高反应性的物质仍然存在于该聚合物层中。
-通常，除去牺牲层的步骤被认为是环境不友好的，因为产生了化学废物。
-对于大范围的应用，对于紧密密封的通道，通常仅获得非常低的通道 密度。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种复合体，其能够至少部分地克服 上述一些缺点并提供微流体应用的用途。
上述目的通过本发明权利要求1的复合体实现。因此，本发明提供聚 合的相分离复合体，其包含形成通道状结构的至少一个区域，其中，所述 区域包含与所述通道一起提供的至少一个顶层，其中所述顶层的厚度t(以 所述通道的中心测量)是所述复合体的高度(以所述通道的中心测量)的
250°/。和^卯％。
根据本发明，通道特别地是指和/或包括被底部基质、侧壁和顶部/覆盖 层包围的凹陷，生物流体可以流动通过该凹陷，然而流体不能流动通过基 质，壁和顶部/覆盖层。
通道可以是开口的或者部分或完全填充有固体或凝胶状材料。 而且，术语"通道"尤其是指和/或包括包含第一短尺寸(通道宽度)和 第二显著更长尺寸(通道长度)的通道。
通过使用所述复合体，对于大多数应用，可以实现至少一种如下优
点
-在一步中与"顶层" 一起制备复合体，由此增加了稳定性并且使得生 产更加容易。
-归因于相分离，可以使用聚合性单体的更大的比例(在某些应用中， 接近100%)。
相分离复合体的制备在现有技术中是已知的，例如WO 2005/015295 和WO 02/42832，在此以引用的方式将它们加入本文中。
然而，这些文献(以及相关文献)仅教导了制备封闭的室。实践中已经 显示这些文献中公开的技术不适用于制备通道，当用于相分离的流体去除 时，或者当包含例如生物样品如分析物的第三液体填充通道时，复合体会 坍塌。
5已经发现特别地在气体和液体之间的界面处出现的毛细管力会与非常强的力一起推动通道，导致改变通道的几何形状，最终甚至成为静摩擦，即，顶涂层与底部基质不可逆转的粘合。
出人意料地，本发明人已经发现包含具有通道状结构的区域的相分离复合体可以在权利要求1的前提下制得。对于本发明内的大多数应用这些结构即使在除去用于相分离的辅助液体后是稳定的，因此，它们可以用于微流体应用。
根据本发明的一个实施方式，顶层的厚度t(以所述通道的中心测量)是
所述复合体的高度(以所述通道的中心测量)的255%和10%，更优选三60%和^70%。
根据本发明的一个实施方式，(在完成相分离过程后)顶层的弹性模量E是E2500 MPa(在干燥状态下测量，尤其是在除去辅助液体后)。己经显示在广范围的应用中这有助于进一步提高结构的稳定性。
根据本发明的一个实施方式，(在完成相分离过程后)顶层的弹性模量E是E^lGPa，根据一个实施方式是"GPa，根据一个实施方式是^10 GPa。
根据本发明的一个实施方式，(在完成相分离过程后)顶层的厚度是t^3^im和^100nm。通过这种方式，在本发明的广泛围应用中，复合体进一步被稳定，并且合适地形成通道状结构。根据本发明的一个实施方式，(在完成相分离过程后)顶层的厚度是t^5 pm和S70 nm，根据一个实施方式是^10Hm禾口^50 |om。
根据本发明的一个实施方式，所述通道的宽度和/或通道中两个支柱元件(pillaring element)之间的宽度是^300 pm。已经显示在广范围的应用中这同样有助于进一步提高结构的稳定性。
根据本发明的一个实施方式，所述通道的宽度和/或通道中两个支柱元件之间的宽度是S200 pm，根据本发明的一个实施方式，是SlOOpm，根据一个实施方式是S50 pm。
根据本发明的一个实施方式，所述通道壁的宽度(接近基质测量，即在壁最薄的位置处)和/或通道中支柱元件的宽度是S2拜和5500 pm。已经显示在广范围的应用中这同样有助于进一步提高结构的稳定性，并且改善密封而且允许高的通道密度。根据本发明的一个实施方式，通道壁的宽度和/或通道中支柱元件的宽
度是25 pm和SIOO Mm，根据一个实施方式是^10拜和550拜。
根据本发明的一个实施方式，复合体提供在基质上，通道具有的接触
角a是^r和30° ，优选^2°和^30° ，最优选^5°和^20° 。
根据本发明的一个实施方式，复合体包含210通道/mm2，优选^20，更
优选250，最优选^100/mm2。
根据本发明的一个实施方式，通道的平均宽度与两个通道之间的壁的
平均宽度的比率是^1:1和S20:1。由此，在本发明的广范围的应用中可以提
供更压实的复合体。优选地，通道的平均宽度与两个通道之间的壁的平均
宽度的比率是^:2:1和^10:1，更优选23:1和^8:1。
根据本发明的一个实施方式，复合体包含聚(甲基)丙烯酸系材料。根据本发明的一个实施方式，复合体包含由至少一种(甲基)丙烯酸系
单体和至少一种多官能团化的(甲基)丙烯酸系单体的聚合制得的聚(甲基)丙
烯酸系材料。
根据本发明的一个实施方式，(甲基)丙烯酸系单体选自(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、羟乙基(甲基)丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、羟乙基甲基(甲基)丙烯酸酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯、异冰片基甲基(甲基)丙烯酸酯或它们的混合物。
根据本发明的一个实施方式，多官能团化的(甲基)丙烯酸系单体是二-(甲基)丙烯酰基和减三-(甲基)丙烯酰基和域四-(甲基)丙烯酰基和域五-(甲基)丙烯酰基单体。
根据本发明的一个实施方式，多官能团化的(甲基)丙烯酸系单体选自二(甲基)丙烯酰胺、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的双酚-A-二(甲基)丙烯酸酯或它们的混合物。
根据本发明的一个实施方式，聚(甲基)丙烯酸系材料中的交联密度为20.05和^1。
在本发明的意义上，术语"交联密度"是指和/或特别地包括如下定义交联密度&在此定义为^-^，其中X是多官能团化单体的摩尔分
数，L是线性链(=非多官能团化的)形成单体的摩尔分数。在线性聚合物中，&=0,在全交联的体系中&=1。
根据本发明的一个实施方式，复合体还包含至少一个区域，其中在所述通道状结构内和/或与所述通道状结构一起提供纳米多孔材料和/或凝胶材料。
根据本发明的一个实施方式，所述凝胶材料是水凝胶。
可以以多种方法施加该纳米多孔材料和/或凝胶材料，其包括
-在通过相分离与聚合提供复合体之后，可以除去辅助液体(其现在在通道状结构中)，可以再次用在聚合时形成多孔纳米或凝胶结构的第二反应混合物填充通道。任选地，多孔或凝胶结构可以通过掩模照射构图。
-然而，还可行的是使用溶剂和(第三)前体材料的混合物作为辅助液体，所述(第三)前体材料在形成通道状结构之后能够被转化为理想的形状和/或性质(例如，通过聚合，凝胶等)。在这方面，优选的是(第三)前体材料或者是选自如下的反应性前体材料环氧化物(例如，羟乙基縮水甘油醚)，氧杂环丁垸或乙烯基醚，与合适的阳离子光引发剂组合，如二芳基碘鐵盐、三芳基硫鎗盐、苯基酰基硫鑰盐或烷氧基吡啶盐或它们的混合物，或所述第三前体是非反应性的低分子量的胶凝剂，选自脂肪酸衍生物(例如，羟基十八烷酸)、长链正烷烃、类固醇衍生物、蒽基衍生物、山梨糖醇和多元醇衍生物、联脲和双氨基甲酸酯衍生物、有机金属化合物和双组分胶凝剂或它们的混合物。优选的是溶剂选自水或烃类，尤其是选自癸垸、环己垸、二甲苯、乙醇或它们的混合物。这些材料在实践中被证明可以在本发明的广泛围应用中使用。
本发明还涉及提供根据本发明的复合体的方法，其包括如下步骤
a) 形成包含第一聚合性聚合物前体材料、第二辅助液体材料和至少一种光吸收剂材料的液体层；
b) 使所述第一聚合性聚合物前体材料聚合以形成聚合物层；和
C)在步骤b)期间或之后，使聚合物材料与所述第二辅助液体材料相分离。
根据本发明的一个实施方式，至少一种光吸收剂材料在辐射波长下具有消光系数&5000 1 mor1 cm"和S40000 1 mol" cm"。还特别优选的是至少一种光吸收剂材料的存在浓度为使得具有1 nm高度的层的吸收是20.05和51.5。
根据本发明的一个实施方式，在基质材料上提供液体层，其中，所述 基质材料优选是玻璃材料。
根据本发明的一个实施方式，形成辅助液体层的液体具有与基质的接 触角es兀/2，优选《0° ，更优选S45。，最优选S30。。这使得对于本发明 范围内的广泛围应用可以容易地处理该层。
根据一个实施方式，通过刮刀片或刀片涂布和/或旋涂来形成该层。
根据本发明的一个实施方式，第一聚合性聚合物前体材料是光聚合性
材料，优选(甲基)丙烯酸系材料。
术语"(甲基)丙烯酸系材料"尤其是指和/或包括至少一种(甲基)丙烯 酸系单体和如上所述的至少一种多官能团的(甲基)丙烯酸系单体。
根据本发明的一个实施方式，还提供一种掩模图案和/或至少部分透明 的元件以形成至少一种通道状结构。然后，通过所述至少部分透明的元件 和/或所述掩模图案将所述液体层曝光以实现聚合，由此聚合所述液体层的 一个或多个区域以形成第一聚合性聚合物前体材料的聚合物层。
根据本发明的一个实施方式，根据如下方法至少部分地提供复合体
a) 形成包含第一聚合性聚合物前体材料、第二辅助液体材料和至少一 种光吸收剂材料的液体层；
b) 使所述第一聚合性聚合物前体材料在复合体的区域中聚合，其中产 生壁，优选地在掩模图案和/或至少部分透明的元件的帮助下；
c) 在形成"壁"之后，使所述第一聚合性聚合物前体材料聚合以形成 聚合物层；和
d) 在步骤c)期间或之后，使聚合物材料与所述第二辅助液体材料相分 离以产生通道。
归因于光吸收剂存在于液体层中的事实，以此特别的方法提供通道的 形成。当从上照射时，光吸收剂将减少在液体层下部区域中的聚合速度， 因此，聚合将基本上在液体层的上部区域中发生。在聚合期间，然后发生 相分离，这将导致形成通道，在后详细描述。
该特别的方法在US 6818152及其中所引用的文献中详细地描述，在此 以引用的方式将其全部内容加入本文。
9根据本发明的一个实施方式，根据如下方法至少部分地提供复合体-
a) 在具有如下表面的基质材料上形成包含第一聚合性聚合物前体材 料、第二辅助液体材料和至少一种光吸收剂材料的液体层，所述表面包含 对于所述第一聚合性材料具有高亲和性的至少一个区域和对于所述第一聚 合性材料具有低亲和性的至少一个区域；
b) 使所述第一聚合性聚合物前体材料聚合；
c) 在步骤b)期间或之后，使所述聚合物材料和第二辅助液体材料相分 离以产生通道。
在该方法中，形成通道的基本原理基本上与如上所示的方法相同。的 确，应该明显地注意到本领域技术人员在对本发明内的应用有利的条件下 知晓所述两种方法可以没有限制地进行结合。
然而，在该方法中形成"壁"主要归因于如下事实基质材料已经被
"预-排列"具有对于所述第一聚合性材料具有高亲和性的区域和对于所述 第一聚合性材料具有低亲和性的区域。在所述具有高亲和性的区域中，将 增强聚合，形成"壁"，由此，在所述第二区域中，相分离将导致待形成 的"通道"。因此，可以省略掩模。
该方法进一步在WO 2005/015295及其中所引用的文献中详细地描 述，在此以引用的方式将其全部内容加入本文。
根据本发明的一个实施方式，液体层还包括光引发剂材料以增强第一 聚合性聚合物前体材料的聚合。对于本领域技术人员明显的是至少一个通 道状结构的形成还可以通过在液体层内改变光引发剂材料的浓度而导向。
优选地，光引发剂材料选自重氮材料，尤其是AIBN、过氧化物、苄
基二甲基-縮酮，任选地与光引发剂助剂如胺类、或这些化合物的混合物混 合。
根据本发明的一个实施方式，液体层还包括光引发剂材料以抑制或降 低第一聚合性聚合物前体材料的聚合，尤其是在复合体将形成至少一个通 道状结构的区域中。
优选地，光引发剂材料选自二硫化物、醌、亚硝基化合物、苯酚类、 苯硫酚类和它们的混合物。
根据本发明的一个实施方式，第二辅助液体材料选自水；烃类，尤其
102007 是选自癸垸、环己烷、二甲苯；乙醇或它们的混合物。这些材料在实践中 已经被证明可用于本发明的广泛围的应用中。
根据本发明的一个实施方式，在开始步骤c)之前，顶层的弹性模量E 是ES1 GPa，根据一个实施方式S100 MPa，根据一个实施方式^10 MPa。 在本发明的大多数应用中，本发明人发现当至少一些顶层已经形成时，将 进行相分离(步骤c)。在本发明的广泛围应用中，本发明人发现通过如上所 述保持在此阶段的顶层的弹性模量E，可以以合适成形的方式形成通道状 结构。
然而，应该注意在最终的复合体中，顶层的弹性模量E将非常可能更 高，例如如上所述。
根据一个实施方式，如上所述，复合体还包括至少一个区域，其中， 在通道状结构内和/或与通道状结构一起，提供纳米多孔材料和/或凝胶材 料。因此，根据本发明的一个实施方式，该方法还包括至少一个步骤以提 供所述至少一个区域，根据如下的一个或多个步骤
-提供另一(例如，第三)前体材料，其在形成通道和壁期间，不会或仅 少量的聚合，然后被聚合和/或化学地改变以形成纳米多孔结构和/或凝胶。
-提供另一前体材料，其以在至少一种光吸收剂是透明的和/或基本上 透明的波长范围内可以引发聚合的另一聚合性材料的形式。由此，在形成 通道和壁之后可以聚合另一聚合性材料。
-提供另一前体材料，以低分子量胶凝剂的形式，优选地选自脂肪酸衍 生物(例如，羟基十八垸酸)、长链正烷烃、类固醇衍生物、蒽基衍生物、 山梨糖醇和多元醇衍生物、联脲和二氨基甲酸乙酯衍生物，有机金属化合 物和双组分胶凝剂或它们的混合物，它们随后被胶凝以形成通道。
-利用在第一聚合性材料的聚合和另外的前体材料的聚合和/或胶凝之 间的动力差(即，通过改变温度)。目前本发明的一个优选实施方式的合适 的实例例如是使用(甲基)丙烯酸酯作为第一聚合性材料和环氧材料，如2-羟基-乙基-縮水甘油基-醚作为(第三)前体材料。在大多数应用中，(甲基)丙 烯酸酯的聚合更快，因此，在形成通道和壁后，环氧材料将在大多数应用 中聚合。
-利用在初始液体层(其包含第一聚合性材料、第二辅助液体和另外的
ii(第三)前体材料)和在形成通道和壁之后存在于通道中的基本上仅包含第二 辅助液体和另外的(第三)前体材料的液体材料之间的溶解性和/或极性差 异。
-在后文中， 一个优选的实施方式是利用被第一聚合性材料抑制或阻止 的聚合和/或胶凝反应。在通过聚合"除去"该材料后，可以发生另外的 (第三)前体材料的聚合和/或胶凝反应。
根据本发明的一个优选实施方式，另外的(第三)前体材料选自环氧化 物、氧杂环丁垸或乙烯基醚，与合适的阳离子光抑制剂，如二芳基碘鐵 盐、三芳基硫鎿盐、苯基酰基硫鏺盐或烷氧基吡啶盐、或它们的混合物结合。
根据本发明的一个实施方式，可以将另外的层加入至由第一材料形成 的层上，尤其是增加复合体的刚性。这些层还可以由如上所述的合适的方 法制得，例如通过聚合、或者热或光化学。
根据本发明的复合体、方法和/或设备可以用于大量体系和/或应用中，
其中的一些为
-用于分子诊断的生物传感器，
-在复杂的生物学混合物如血液或唾液中快速且灵敏地检测蛋白质和核
酸，
-用于化学、药物学或分子生物学的高处理量的筛选设备， -用于原位测试(在医院中)、用于中心实验室或科学研究中的诊断，用
于例如在犯罪学中对于DNA或蛋白质的测试设备，
-对于心脏病学、传染病和肿瘤学、食物和环境诊断的用于DNA或蛋 白质诊断的工具，
-用于组合化学的工具，
-分析设备。
前述部件、以及权利要求书中的部件和在上述实施方式中根据本发明 所用的部件并不限于它们的尺寸、形状、材料选择和技术观点，可以没有 限制地应用本领域中已知的选择标准。


本发明目的的其它的细节、特征、特性和优点公开于从属权利要求、 附图和如下对附图和实施例的描述中，以示例性的方式显示了根据本发明 的分离介质和设备的几个优选实施方式。
图1显示了根据本发明的第一实施方式的具有通道状结构的复合体的 横截面部分示意图，等同于沿图5中线II-II的视图2显示了根据本发明的第二实施方式的复合体的形成之前的基质、
液体层和掩模图案的横截面示意图。
图3显示了在第一聚合步骤之后根据图2的横截面示意图。
图4显示了在表示相分离的第二聚合步骤期间根据图2的横截面示意图。
图5显示了根据本发明的一个实施方式的用于形成多个通道状结构的 液体层和多个掩模图案的顶部示意图。
图6显示了根据本发明的第一实施方式的具有通道状结构的复合体的 横截面部分示意图，等同于具有多个通道的沿图5中的线II-II的视图。
图7显示了根据本发明的另一实施方式的用于提供具有纳米多孔材料 的通道状结构的液体层和第一掩模图案的顶部部分示意图。
图8显示了由图5中液体层制备的复合体的顶部部分示意图和在提供 纳米多孔材料之前的第二掩模图案。
图9显示了由图5中液体层制备的复合体的顶部部分示意图和在提供 纳米多孔材料之前的另外的掩模图案。
图10显示了具有通道状结构的复合体的顶部部分示意图和具有纳米材 料的部分。
图U显示了用于根据本发明另一实施方式的复合体的通道状结构中的 支柱元件的透视图。
具体实施例方式
图1显示了根据本发明的第一实施方式的具有通道状结构的复合体1 的横截面部分示意图，等同于沿图5中线II-II的视图。复合体包含提供于 基质20上的聚(甲基)丙烯酸系材料10。以"t"表示的顶层的高度(以通道的中心测量)与以"T"表示的复合体的高度(以通道的中心测量)的比例如 上所述。
尽管图1是示意性的，但是可以看出通道状结构不具有正方形横截 面，而是半椭圆形横截面。实际上，本发明人发现在实践中，大多数根据 本发明制得的复合体将采用图1中的类似结构。
而且，角度a(如图1中所示)优选如上所述，其可以在本发明的广泛围 的应用中实现进一步的稳定性。
图2显示了根据本发明的第二实施方式的复合体的形成之前的基质 20、液体层100和掩模图案30的横截面示意图。液体层包括第一聚合性聚 合物前体材料(在特定的实施方式中，是(甲基)丙烯酸系材料)、第二辅助液 体材料，其在特定的实施方式中是烃类，如二甲苯、和光引发剂材料(在图 4中所示的步骤中是重要的)的混合物。
图3显示了在第一聚合步骤之后根据图2的横截面示意图。如由"x" 所表示，其中未施加掩模图案的液体层部分被光聚合以形成壁。
图4显示了在第二聚合引发之后根据图2的横截面示意图显示相分离 的方式。当从上方照射时，光吸收剂将降低液体层下方区域中的聚合速 度，简单地可归因于其吸收能力，这减少了能到达这些下方区域的光的
基于此，聚合将基本上在液体层的上方区域发生。在聚合期间，发生 相分离(如箭头所示)，这然后导致形成壁。本发明人发现当几乎完成聚合 时，在本发明的大多数应用中发生实际的相分离。
应该注意到在图2-4中的过程是高度示意性的，对于细节，本领域技 术人员可以参见US 6818152及其中所引用的文献。
图2-4仅进一步显示了形成复合体的一种可行方法。本领域技术人员 将容易地发现根据WO 2005/015295(或两种方法不限制的组合)可以用于形 成复合体。
应该注意如果根据本发明选择"t"和"T"的比例，在本发明的几乎 所有应用中，可以除去辅助液体，而不会破坏复合体的聚合区域。因此， 根据本发明的复合体及其制备方法使得在一步中覆盖而形成通道状结构。
图5显示了根据本发明的一个实施方式的用于形成多个通道状结构的液体层100和多个掩模图案30的顶部示意图。从图5可以清楚地看出，可 以在单个聚合和相分离过程中提供数个通道状结构。
图6显示了根据本发明的第一实施方式的具有通道状结构的复合体的 横截面部分示意图，等同于具有多个通道的沿图5中的线II-II的视图。尽 管图6也是高度示意性的，但是可以看出，根据本发明的复合体可以具有 如下通道，在通道之间仅具有相对小的壁；实际上，通道宽度和通道之间 壁的宽度的比例优选如上所述。
图7-10显示了根据本发明的另一实施方式的复合体10'的制备方法， 其不仅包括通道状结构而且还包括区域50，其中通道状结构提供有纳米多 孔和/或凝胶材料。应该注意图8和9显示两个可选方案。
如图7-10中所示的方法是三步方法；然而，还可以如上所述以或多或 少一致的方法得到图IO的结构。
在图7和8中，如上所述，利用液体层100'和第一掩模图案30'制备通 道状结构。然而，在图8中，使用第二掩模图案35，并且开始第二过程， 例如第二聚合，然后实现包括纳米多孔和/或凝胶材料的区域70。
图9显示了由图5中液体层制备的复合体的顶部部分示意图和在提供 纳米多孔材料之前的另外的掩模图案。在该图中，掩模图案相对于图8是 "负性的"。
在该特定的实施方式中，形成纳米多孔区域实现了如下 在该另外的步骤中，将形成通道的区域轻微地被照射而不完全聚合。
聚合引发的扩散再次发生，增加了区域50中的辅助液体的量。然后，在第
三UV步骤中，样品暴露于部分由光吸收剂吸收的光。
本发明人发现在其中辅助液体的浓度高的区域中(将是被图9中的掩模
图案覆盖的区域)，将形成多孔区域。在其中浓度较低的区域中(即，未被
图9中的掩模图案覆盖的区域，但是初始地被图7中的掩模图案覆盖)，形
成通道。
在图8和9中，该第二过程涉及另外的聚合，然而，对于本领域技术 人员清楚的是还可以使用大量其它方法，包括如上所述的那些。
还应该注意到在第一聚合和第二过程之间，可以除去第一聚合的辅助 液体，并由第二液体代替，由其形成区域70。然而，本领域技术人员清楚的是，-如果合适地选择辅助液体-，这不是必需的，可以不需要所述除 去，而进行两个过程，例如，如果在初始液体层中还存在其它的前体组 分。
还应该注意到归因于在大多数应用中相分离在聚合结束时经常发生的 事实，可以进行一致的两个步骤，即，在聚合/相分离步骤和第二过程结束
之前除去掩模图案30'(如图8、 9和10所示)，同时完成聚合/相分离。
图11显示了用于根据本发明另一实施方式的复合体的通道状结构中的 支柱元件70的透视图。如上所述，对于本发明的一些应用，优选的是通道 的宽度不是太宽。然而，通过引入所述支柱元件可以实现更宽的通道结 构， 一个实例是图11的支柱元件70。由此，可以在这些应用中保持复合 体的稳定性。
支柱例如可以利用如下一个或两个过程制得 -要么在第一照射步骤中，用掩模，照射支柱区域， -要么，在形成支柱的位置处沉积粘合促进剂的单个点。 上述具体实施方式
中元件的特定组合和特性仅是示例性的，在此可以 用其它的教导互换和替换这些教导，并且本发明还包括通过引用加入本文 的专利/申请。在不背离本发明的精神和范围下，本领域技术人员会认识到 在此描述的各种改变、改进和其它的实施方式。因此，前述的说明书仅是 示例性的而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书及其等同内容所限 定。而且，本说明书中所用的附图标记并不限制本发明的范围。
权利要求
1、聚合的相分离复合体，其包含形成通道状结构的至少一个区域，其中，所述区域包含与所述通道一起提供的至少一个顶层，其中所述顶层的厚度t为所述通道的高度的≥50％和≤90％。
2、 如权利要求1所述的复合体，其中，在完成相分离过程后，所述顶 层的弹性模量E是E2100 MPa。
3、 如权利要求1或2所述的复合体，其中，所述通道的宽度和/或通 道中两个支柱元件之间的宽度是S300 nm。
4、 如权利要求1-3任一项所述的复合体，其中，分离介质包含聚(甲 基)丙烯酸系材料。
5、 如权利要求1-4任一项所述的复合体，其中，所述聚(甲基)丙烯酸 系材料的交联密度为20.0001和^).5。
6、 如权利要求1-5任一项所述的复合体，其中，所述复合体还包含至 少一个区域，其中在所述通道状结构内和/或与所述通道状结构一起提供纳 米多孔材料和/或凝胶材料。
7、 如权利要求1-6任一项所述的复合体的制备方法，其包括如下步骤a) 形成包含第一聚合性聚合物前体材料和第二辅助液体材料和至少一 种光吸收剂材料的液体层；b) 使所述第一聚合性聚合物前体材料聚合以形成聚合物层；和c) 在步骤b)期间或之后，使聚合物材料与所述第二辅助液体材料相分离。
8、 如权利要求7所述的方法，其中，所述第一聚合性聚合物前体材料 是光聚合性材料，优选(甲基)丙烯酸系材料。
9、 如权利要求7或8所述的方法，其中，所述第二辅助液体材料选自 烃类，尤其是选自癸烷、环己垸、二甲苯或它们的混合物；水；乙醇或它 们的混合物。
10、 包含如权利要求1-6任一项所述的复合体和/或如权利要求7-9任 一项所述的方法制得的复合体的系统，其用于如下一个或多个应用中-用于分子诊断的生物传感器，-在复杂的生物学混合物如血液或唾液中快速且灵敏地检测蛋白质和核酸，-用于化学、药物学或分子生物学的高处理量的筛选设备，-用于原位测试(在医院中)、用于中心实验室或科学研究中的诊断，用 于例如在犯罪学中对于DNA或蛋白质的测试设备，-对于心脏病学、传染病和肿瘤学、食物和环境诊断的用于DNA或蛋 白质诊断的工具，-用于组合化学的工具，-分析设备。
全文摘要
本发明涉及用于微流体应用的相分离复合体，其中，进行聚合/相分离以获得相对于复合体的高度为特定比例的顶层，从而保证了复合体的稳定性。
文档编号B01L3/00GK101500936SQ200780030227
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月14日 优先权日2006年8月15日
发明者D·J·布勒尔, E·佩特斯, H·德科宁, R·库尔特, R·彭特曼, R·温贝格尔-弗里德尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司