pdms微流控芯片的模具（pdms 微流控）

聚二甲基硅氧烷晶圆是目前国内外研究最多、应用最广泛的聚合物芯片类型。微流控芯片表面问题很复杂。首先，表面高度疏水，未经处理的表面水的接触角太大。当清洁片与电泳分离时，微通道中容易出现气泡。其次，芯片的导热性能较差，比玻璃晶圆低10%左右。五到六倍的导热系数极其不利于焦耳热的有效耗散，高度分散领域的应用受到极大限制。此外，微流控芯片是多孔的，所吸附的疏水性小分子的动态直径小于芯片的微孔。直径时，晶圆内部会发生扩散和迁移，不仅会造成样品的损失，还会造成芯片本身的膨胀、晶圆表面的扭曲、微孔变形；晶圆表面是动态变化的，因为晶圆上的分子不是完全共价交联的，所以分子具有一定的自由度。靠近表面的分子可以改变其分子构象。晶圆中的自由分子可以迁移到晶圆表面。表面改性后的亲水表面可自动恢复其亲水性。性能，从而极大地限制了芯片的使用时间和稳定性。微阵列实验的再现性降低。近年来，PDMS晶圆复杂的表面特性成为限制其广泛应用的主要因素。我们一直致力于研究PDMS的表面特性和表面修饰，寻找绿色、简单、高效的PDMS表面修饰技术，构建抗生物污染的PDMS芯片。这些问题可以逐步得到解决，从而进一步改善PDMS的表面性能，扩大PDMS芯片的应用范围。以下是近年来PDMS微芯片表面改性的研究进展。

PDMS微流控芯片表面修饰方法主要有高能氧化技术、动态修饰技术、本体修饰技术、溶胶凝胶技术、堆叠组装修饰、化学气相沉积、表面共价接枝技术等。

1、高能氧化工艺

李等人。利用氧等离子体对PDMS晶圆表面进行处理，使其表面形成带负电的基团，然后对PDMS表面进行静电修饰，有效抑制蛋白质在PDMS表面的非特异性吸附。普鲁登等人。使用氨等离子体处理PDMS晶片的表面。通过控制处理时间、温度和等离子体强度，PDMS晶片表面的氨基和亚胺基团被功能化。

2.动态修剪

奥克维尔克等人。通过修饰PDMS芯片微通道上的四酰氨氧化物(TBAC1)和十二烷基硫酸钠(SDS)的表面电位来有效控制电渗。采用非离子表面活性剂Tween 20对PDMS芯片微通道进行动态修饰。由于Tween 20分子内部的疏水链可以通过疏水相互作用固定在PDMS芯片的微通道表面上，并且分子的Poxyvinyl链部分可以形成亲水的网络结构排列，因此该方法可以更好地抑制电渗流，可以还有效抑制氨基酸在芯片微通道上的非特异性吸附，实现四种氨基酸的高效快速分离。

3、车身改造

罗等人。混合固化碳酸（UDA）作为添加剂与液体PDMS一起制备本体改性PDMS芯片，提高了分析物的分离效率并改善了峰展度。在PDMS芯片的制造过程中，肖燕等人。在PDMS芯片预聚物中添加聚乳酸聚乙醇作为添加剂，实现掺杂改性。研究发现，本体修饰的PDMS芯片的表面EOF和接触角降低，可以有效抑制PDMS蛋白质的非特异性吸附，并成功用于两种氨基酸的有效分离。

4 溶胶单凝胶工艺

Bertson和ROrTlari使用金属溶胶-凝胶方法对PDMS芯片进行表面修饰。其过程如下：金属醇盐（异丙醇铬、三异丁基钒氧合成氨）通过水蒸气v扩散改性在PDMS晶圆通道表面水解形成稳定的金属氧化物。它良好且均匀地分布在整个PDMS芯片中，不发生任何化学反应，从而大大提高了PDMS芯片微通道表面的亲水性。

5层组装和装饰

陈等人。利用溶菌酶牛血清白蛋白膜对PDMS芯片进行多次组装和修饰，提高EOF的稳定性，实现对环境污染的苯二胺、氨基酚、神经递质多巴胺和肾上腺素的有效分离。 Wang等在PDMS芯片微通道中对聚烯丙基二甲醚和聚4-苯乙烯酸钠盐进行了有效分离。

6、化学气相沉积法

Moorcroft研究通过臭氧或紫外光对PDMS晶圆进行处理，然后通过气相沉积技术将SiO2沉积在处理后的晶圆表面，从而实现痕量DNA序列的检测。此外，拉格等人。将聚五氟苯酚和对二甲苯沉积在PDMS芯片表面捕获细胞，有效抑制罗丹明B在芯片表面的非特异性吸附。

7. 表面共价接枝

胡等人。将丙烯酸、邻苯二甲胺、二甲基酞、聚(乙烯基乙二醇)丙烯酸酯和聚(乙烯基乙醇甲氧基丙烯酸酯)接枝到PDMS芯片微通道上，使芯片通道表面变得亲水，并保持亲水性约30小时。曾等人。利用H20：氧化反应和硅烷化处理PDMS芯片表面，可以成功地对PVA进行氨基修饰。聚乙烯醇修饰的PDMS芯片表面具有长期稳定性，可用于固定生物分子和抑制蛋白质的非特异性吸附。

8. 微珠改性技术

陈等人。提出了一种改性PDMS晶圆微通道中硅颗粒的新方法。这种颗粒可以将酶、蛋白质等生物大分子固定在晶圆通道表面，使它们能够被整合并进行系统研究。

近年来，国内外针对PDMS表面改性的研究较多，但各种改性方法各有优缺点。例如，动态修饰技术可以轻松快速地减少分析物在PDMS微通道表面的非特异性吸附。然而，这种动态修饰层在电泳分离过程中会遭受一些损失，因此其稳定性较差。虽然化学共价修饰可以提高修饰层的稳定性，但修饰过程往往比较繁琐，有的需要很长时间。有些需要使用有机或有毒试剂。由于PDMS芯片易溶于有机试剂，导致微通道扭曲变形，极大限制了其在生化分析中的应用范围。