（1）制作方法 首先采用光刻技术制作模具，然后采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）倒模技术制作芯片。光刻技术的基本过程及原理如图5.23所示。
图5.23 光刻技术的基本过程（正光刻胶）
1—掩模；2—光刻胶；3—牺牲层；4—基片
首先，光刻技术需要在基片上依次涂上化学阻挡层（牺牲层，如铬层）和光刻胶；其次，将带有一定图案的掩膜覆盖在基片上，用紫外光照射，能够透过紫外光的光刻胶会发生一定的光化学反应（对于正光刻胶而言），这时经过NaOH显影掩膜上的图案可复制到光刻胶上；再次，使用去Cr液除去暴露出来Cr层，图案复制到Cr层上，最后使用HF刻蚀液对基片进行刻蚀，即可形成芯片模板结构。按照前面上层芯片所述步骤，将未固化P DMS浇注到模板上，固化即可得到下层芯片。
实验使用铬板SG-2506（铬层：145nm，S-1805 正性光刻胶：570nm；长沙韶光铬版有限公司）作为基片。实验具体过程如下：
①将铬板、图案掩膜和玻璃片按顺序排放，用夹子加好。
②使用紫外光（365nm）照射1min，这时图案转移到铬板上的光刻胶上。
③使用0.5% NaOH浸泡1min，显影；后用自来水冲洗。
④使用去铬液浸泡1min，图案转移到铬层上；后用自来水冲洗。
⑤加热台上于80℃加热10min。(www.daowen.com)
⑥将铬板放于HF刻蚀液（HF∶HNO3∶NH4F=1.0mol/L∶0.5mol/L∶0.5mol/L）中，于水温30℃的摇床中，放置2h，实验时为保证刻蚀效率，需要每30min换一次刻蚀液。
⑦自来水冲洗，加热台上烘干，以备用。
⑧如上层芯片制作，将未固化的PDMS，铺上，加热固化，揭下，即得到下层芯片。
（2）设计与选择 芯片上液体梯度形成原理：依靠两路液体自由扩散，相互稀释。根据这个原理，实验设计了如下芯片结构并对其进行表征。
如图5.24所示，对结构5.24（1）进行表征，在两个进液口，一边通入蓝色液体，一边通入红色液体，以5μL/min的流速，在长达30min的时间内，得到表征图如上所示，可看出颜色混合明显不均匀，不能形成稳定的溶液梯度，原因是液体的扩散作用远远比气体小，因此很难通过扩散达到相互混合、相互稀释的目的。为了形成稳定的梯度，需要增加液体的混合区域，因此，实验改进了设计结构图5.24（2）“圣诞树”结构，溶液混合区域明显增加，不过由于实验是4×4阵列结构，只有4个液体通道，所以芯片管道按“圣诞树”结构由2路液体依次分流至4路液体，混合区域只能如此，液体梯度表征情况如下所述。
图5.24 下层芯片设计结构图并对其表征
（1）表征方法 为了实现芯片上液体的浓度梯度，同时满足液体连续流动的需要，实验选择了圣诞树结构的液体梯度发生器来形成一维方向的液体浓度梯度。由于溶液的扩散需要一定时间，因此为了得到较好的线性梯度需要较小的流体流速。实验以5μL/min的流速，使用注射器分别在芯片的L1和L2口通入红色液体和超纯水进行液体浓度梯度表征。
（2）结果分析 如图5.25所示，是得到的芯片液体梯度颜色变化图，使用Image J软件对各通道进行色度分析，作得右侧图5.25（2）颜色变化趋势图，横坐标是1、2、3、4对应于图5.25（1）中各通道，纵坐标是各通道颜色色度值大小；线性拟合得到直线方程：Y=34.02X-36.43，R2=0.9929；可看出呈线性变化，这与理想情况相符。与前面相比，增加的混合区域明显对液体梯度的形成已经起到很好的作用，该液体管道层芯片可以用于后续的液体暴露实验研究。
图5.25 芯片液体梯度表征
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