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制作微流控芯片的主要材料

       微流控分析芯片发源于MEMS技术,因此早期常用的材料是晶体硅和玻璃。高分子聚合物材料近年来己经成为微流控芯片加工的主导材料,它的种类繁多、价格便宜、绝缘性好,可施加高电场实现快速分离,加工成型方便,易于实现批量化生产。

       晶体硅具有散热好、强度大、价格适中、纯度高和耐腐 蚀等优点,随着微电子的发展,硅材料的加工技术越来越成熟,硅材料首次被用于微流控芯片的制作。 硅材料具有良好的光洁度和成熟的加工工艺,一次可以用于微泵、微阀和模具等器件。但是硅材料也具有本身的缺点,例如绝缘性和透光性较差、深度刻蚀困难、硅 基片的粘合成功率低等,这些影响了硅的应用。

       玻璃己被广泛用于制作微流控芯片,使用光刻和蚀刻技术可以将微通道网络可在玻璃材料上,它的优点是有一定的强度、散热性、透光性和绝缘性都比较好,很适合通常的样品分析。

       目前,高分子聚合物材料由于成本低、易于加工成型和批量生产等优点,得到了越来越多的关注。用于加工微流控分析芯片的高分子聚合物材料主要有三大 类:热塑性聚合物、固化型聚合物和溶剂挥发型聚合物。热塑性聚合物包括有聚酰胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸 乙二醇酯(PET)等;固化型聚合物有聚二甲基硅氧烷(也称硅酮弹性体或硅橡胶,PDMS)、环氧树脂和聚氨酯等,将它们与固化剂混合后,经过一段时间固 化变硬后得到微流控芯片。溶剂挥发型聚合物有丙烯酸、橡胶和氟塑料等,将它们溶于适当的溶剂后,经过缓慢的挥发溶剂而得到芯片。PDMS材料因其显著的优 势,在学术界与工业界中的微流控芯片研究与应用极为广泛。PDMS芯片经软刻蚀加工技术,可以实现高精度微结构的生成。并且,由于这种材料的弹性,可以更 好地与外界部件进行整合。PDMS芯片应用在某些生物实验中,可以形成足够稳定的温度梯度,便于反应的实现。除此之外,由于其对可见光与紫外光的课穿透 性,使得其得以与多种光学检测器实现联用。在细胞实验中,由于PDMS的无毒特征以及透气性,因此显现出其他聚合物材料相比不可替代的地位。


标签:  微流控芯片 主要材料 MEMS技术 PDMS
手持式PDMS打孔器