丝素蛋白是一种天然衍生高分子生物蛋白材料,具有良好的生物相容性和可降解性,常被用于组织工程和再生医学领域。因其良好的可塑性和光学透明性,丝素蛋白也被认为是微流控芯片基底的理想替代材料。目前,以丝素蛋白为基底的微流控芯片制作过程多采用光刻法、3D打印法等,该类方法可提供较高的制备精度,但往往需要昂贵的精密仪器和繁琐的操作过程。为了拓展其应用领域,亟待发展操作过程简单、成本低廉的丝素蛋白基微流控芯片制备方法。本论文以由甘油改性的不溶性丝素蛋白膜为基底,在疏水胶纸掩膜的辅助下,采用溴化锂蚀刻法实现微流控通道的制作,并利用溴化锂溶解丝素蛋白膜实现微流控芯片的封装。该方法进一步被用于甘油改性丝素蛋白膜基p H梯度发生器、血管样微流控芯片器件和三维立体阶梯型通道的制备。本论文的主要研究内容如下:1.甘油改性不溶丝素蛋白膜的制备由再生丝素蛋白溶液所制得的丝素蛋白膜易溶于水,无法满足微流控芯片制备和应用要求。为了制得不溶于水的丝素蛋白膜,本研究在再生丝素蛋白溶液中加入增塑剂——甘油以实现不溶于水的丝素蛋白膜的制备。随着甘油的加入,共混膜从易溶解逐渐转变为不溶解,当甘油含量大于4%的时候,共混膜的溶解率不超过2%。结构表征证实,共混膜的溶解性与其结晶度密切相关。甘油的加入,使得丝素蛋白的结构由不稳定的Silk I结构转变为稳定的SilkⅡ型。当甘油含量大于6%的时候,稳定态Silk II结构含量最大。由于甘油具有吸湿性,该方法制得的甘油改性丝素蛋白膜既柔软又有韧性。虽然甘油会从该膜中溶出,但其对丝素蛋白结构的改变是不可逆的,并不会影响丝素蛋白膜的不溶性质。因此,甘油改性丝素蛋白膜可用于微流控芯片的制备。2.甘油改性丝素蛋白膜基微流控芯片的制备本研究以甘油改性的不溶性丝素蛋白膜作为微流控芯片的基底,使用切纸机在3M胶带上切割出微流控通道图案,并以之为掩膜,利用溴化锂溶液溶解丝素蛋白的特性,在甘油改性丝素蛋白膜上蚀刻出微流控通道,经溴化锂溶液进行表面处理和冷裱压力密封后制得微流控芯片。通过对通道制作中掩模制备、蚀刻时间及溴化锂浓度对通道的影响进行调控研究,最终选用溴化锂浓度1.0 g/m L,蚀刻时间为10分钟来进行后续芯片的制作。对所得芯片进行化学试剂耐受性、弯折/扭曲耐受性的测试,结果表明,以该方法制得的微流控芯片对有机和无机试剂均具有良好的耐受性,并且可耐受150次弯折和扭曲不发生渗漏。3.甘油改性丝素蛋白膜基微流控芯片的应用为进一步展示溴化锂溶液刻蚀法制备丝素蛋白膜基微流控芯片的应用潜力,本研究通过二维平面图案化掩模的设计,分别构建了金字塔形微流控浓度梯度发生器、类血管微流控芯片和三维立体阶梯型通道。在浓度梯度发生器测试过程中,分别从两个进样口同时泵入盐酸溶液（p H=2.0）和氢氧化钠溶液（p H=11.0）,经通道混合后在5个出样口可收集到p H值梯度分布的溶液;人脐静脉内皮细胞（HUVECs）孵育培养24小时后,可在类血管微流控通道内正常生长;通过分阶段程序化刻蚀,成功获得了三维立体阶梯型通道。以上研究证实,溴化锂溶液刻蚀法制得的丝素蛋白膜基微流控芯片可用于生化分析、细胞检测、组织工程等领域。本论文通过调节甘油加入量获得不溶性丝素蛋白膜,并以之为基底,采用贴纸掩膜辅助溴化锂蚀刻法制备微流控通道,经溴化锂溶液表面处理和冷裱压力密封后获得甘油改性丝素蛋白膜基微流控芯片。本论文不仅为丝素蛋白膜基微流控芯片的制作和密封提供了一种简易的方法,而且有望进一步拓展微流控芯片在生化分析、细胞检测、组织工程等领域的应用。