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隨著微流控技術(shù)研究的不斷深入，微流控芯片現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于生物/化學(xué)分析、藥物篩選、臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)等諸多領(lǐng)域。在芯片的制備過(guò)程中，最為關(guān)鍵的問(wèn)題是芯片不同材質(zhì)間的封合，即鍵合工藝，也是微流控芯片技術(shù)的重要研究方向之一。相較于其他鍵合方法，等離子體處理技術(shù)不僅在材料表面引入基團(tuán)，而且可實(shí)現(xiàn)在一定條件下快速高效直接鍵合的目的。

PC與PDMS等離子鍵合

由于PDMS與硅基材料之間具有良好的粘附性，因此在微流控領(lǐng)域中，PDMS常被用于與其他硅基材料鍵合以形成微流控芯片。但是，對(duì)于PDMS與非硅基材料之間的鍵合，我們通常選擇對(duì)非硅基材料進(jìn)行預(yù)處理，將硅基引入到非硅基材料中，然后再和PDMS鍵合。

PC是一種不含硅基的高分子聚合物材料，為了使其能更好的與PDMS鍵合，我們需要在鍵合前對(duì)PC進(jìn)行硅烷化處理。PC的硅烷化是指用有機(jī)硅烷水溶液對(duì)PC進(jìn)行表面處理，將硅烷基引入到PC的表面分子中，如圖1所示，PC表面經(jīng)過(guò)硅烷化和氧等離子處理后產(chǎn)生了大量的Si-O-基團(tuán)，PDMS表面經(jīng)過(guò)氧等離子表面處理后產(chǎn)生了大量的-OH基團(tuán)，然后將經(jīng)過(guò)處理過(guò)后的PDMS和PC表面相貼合，兩者Si-O-與Si-OH之間發(fā)生反應(yīng)，生成強(qiáng)度很高的Si-O-Si鍵,實(shí)現(xiàn)不可逆鍵合。

圖1 PDMS與 PC 等離子鍵合原理

PDMS與PC的等離子鍵合實(shí)驗(yàn)方法

取一塊需要硅烷化的PC板，去除亞克力兩側(cè)薄膜，使用超聲波清洗機(jī)將PC依次在酒精，去離子水中清潔處理20秒左右，并用靜音無(wú)油空壓機(jī)吹干，然后放入氧等離子表面處理儀的腔室中處理50秒，最后，將處理后的PC放入事先配置好的體積濃度為5%的APTES溶液中，使用智能磁力攪拌器在80℃下對(duì)其水浴加熱至少20分鐘（注：如果APTES溶液已多次使用，需適當(dāng)增加相應(yīng)時(shí)間）。水浴加熱結(jié)束后，PC表面的硅烷化處理就已經(jīng)完成，然后，將已硅烷化的PC板，放入去離子水中，使用超聲波清洗機(jī)清潔20秒左右，并用靜音無(wú)油空壓機(jī)吹干。并將需要與PC鍵合的PDMS樣品依次放在酒精，去離子水中，并使用超聲波清洗機(jī)各清潔20秒左右，并用靜音無(wú)油空壓機(jī)吹干；最后，將清潔干凈的PC和PDMS一同放入氧等離子表面處理儀的腔室中處理60秒左右，處理后，立刻將PDMS和PC板小心按壓粘合，完成PDMS和PC的不可逆鍵合。

綜上所述：等離子鍵合是把PC硅烷化后和PDMS表面進(jìn)行等離子處理，改變PC和PDMS表面性質(zhì)，同時(shí)可以顯著改善PDMS和PC表面的親水性能，將PDMS和PC貼合后，實(shí)現(xiàn)牢固不可逆鍵合。