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PDMS微流控芯片的制备工艺研究
PDMS微流控芯片的制备工艺研究
微流控芯片是一种非常重要的微纳电子技术，由于其具有易于制备、生物兼容性、顶部加热、微小样本处理和快速分析等特点，已广泛应用于医疗、化学、生物等领域。PDMS微流控芯片是目前最为常用的微流控芯片之一。本文将详细介绍PDMS微流控芯片的制备工艺研究。
PDMS（聚二甲基硅氧烷）具有良好的生物相容性和透明性，可以制成芯片，用于微流控研究。PDMS微流控芯片制备主要包括模具制作，PDMS制备和芯片的制作。
一、模具制作
第一步，设计CAD图纸。首先，我们需要确定芯片的形状和尺寸，并据此绘制出CAD图纸。在CAD绘图软件中，在2D平面中按尺寸和比例完成设计。
第二步，制作光刻板。采用光刻（photolithography）的方法，在硅片上利用蚀刻和热处理制作出模板。将光刻胶涂在硅片上，通过光刻机将CAD图纸照片转移到光刻胶上。将光刻胶加热，曝光和蚀刻制成具有预期形状和尺寸的铬掩膜。
第三步，刻蚀。将光刻胶模板投影到6寸硅片上，用光刻设备进行曝光制，然后浸洗在化学制剂中，利用蚀刻作用将不需要保留的硅片蚀掉。直到刻模型的深度达到要求后，洗掉光刻胶，我们就完成了PDMS的模具制作。
二、PDMS制备
第一步，PDMS与交联剂混合。PDMS和交联剂按一定比例混合，一般是10：1的比例。使用电子秤按照配比称量相应重量的PDMS和交联剂。
第二步，彻底混合。将混合物装入塑料瓶中，放入抽真空器中，并加压至0.1Mpa，抽气10分钟，使其内部充满真空，使混合物中的气泡被抽出，并边转动边去除气泡。
三、PDMS芯片的制作
第一步，涂覆PDMS。用一把铲子将制备好的PDMS混合物铲在模具上，然后利用塑料片将PDMS铲得更平滑、均匀。200°C的加热板上试样20-30min，混合物会开始翻滚和封闭。待其冷却恢复弹性后，使用刀片将PDMS模具从硅片上剪下来。
第二步，包装。将制备好的PDMS芯片和玻璃片清洗干净。将PDMS芯片和玻璃片静置在紫外线灯下辐射5~10min，在UV灯后将PDMS芯片直接压在玻璃片上，使其紧密贴合，同时进行UV光照射，完成紧密包装。
经过以上工艺步骤的PDMS芯片即可用于微流控实验。此外，在制备PDMS芯片的过程中还需注意以下几点：
1.PDMS涂覆的厚度不能太厚，否则将影响芯片的流动性。
2.PDMS芯片与玻璃片之间的接触面积应足够大，以确保芯片能够正常工作。
3.制备PDMS芯片的过程中一定要注意清洁操作和卫生操作，以确保芯片不受污染。
综上所述，PDMS微流控芯片的制备工艺主要包括模具制作，PDMS制备和芯片的制作。PDMS微流控芯片是一种简单易制作、具有生物相容性、抗氧化能力强等优点的微流控芯片，在生物、化学和药物领域有着广泛的应用前景。