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PDMS芯片的封合和表面改性

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      微加工得到的PDMS微流管道是開放的,為了使微流管道封閉,需要通過可靠的封合,形成微流管路才能用于微分析系統中。在封合的過程中,應該注意不能堵塞溝道,不能漏液,不能改變溝道的尺寸等問題。

       根據原理的不同,PDMS封接可以分為物理封接和化學鍵合兩種。前者主要指材料之間的物理熔合,如材料之間在加熱條件下的表面熔融,或者借助其他粘合劑實現粘合。后者是指由于表面之間的化學反應形成化學共價鍵,從而實現封接,如等離子體氧化和紫外線照射處理等。等離子體氧化處理可使PDMS表面形成O-Si-O共價鍵,可實現PDMS的永久封接,可承受壓力為206.84~344.74Pa(30~50psi)。但由于等離子體氧化處理需要昂貴的設備支持,所以下面主要介紹采用熱鍵合這種封接方式,并通過紫外照射對PDMS進行表面改性處理。

熱鍵合

PDMS的熱鍵合是把粘接好的PDMS微流管道芯片放入到恒溫烘箱里面,通過加熱,增加分子間的作用力,提高熱擴散的效果,通過擴散效應鍵合微溝道和基底的PDMS,通過測試實驗,達到很好的封接效果。

紫外照射表面改性

PDMS微流管道可以利用紫外線活化,來提高封合效果。PDMS微流控芯片表面改性的方法有等離子體處理、氧化PDMS的硅烷化、聚合接枝、聚電解質涂層、洗滌劑或季銨類吸附、化學氣相鍍膜、紫外照射改性等。本文采用紫外光照射進行改性處理,使PDMS的親水性得到改善。紫外處理不僅可以改善親水性,還可以增加PDMS之間的粘結強度,并實現永久封合。這種方法與等離子體氧化處理相比,具有設備簡單,成本低,操作方便等優點。

PDMS微溝道粘接在有機玻璃基底的PDMS上,主要是通過范德華力粘在一起的,粘接強度很低,可承受壓力10g/cm,為了增強粘接能力,本文介紹的是通過熱鍵合和紫外線照射的方法處理之后可以承受90g/cm的壓力。把放在干燥皿中的PDMS芯片放入65℃的恒溫烘箱加熱60min,取出模型,然后用11w的紫外燈在距離燈管10cm的地方照射60min。照射完之后把模型放于干燥皿中48h,PDMS芯片實現比較可靠的封合。



標簽:   PDMS 微流控芯片
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