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微流控芯片的基质材料

 基质材料是微流控芯片的载体,在微流控芯片发展的初期,硅材料作为构建微流控芯片的首选材料而被广泛使用,这主要归因于业已成熟的半导体技术。

但是随着研究的不断深入和应用领域的不断拓展,它表现出了不同程度的局限性:硅材料属于半导体,不能承受高电压,此外,硅材料不透明,与光学

检测技术不兼容。玻璃材料具有很好的电渗性质和优良的光学性质,无论是从其物理性质还是化学性质来讲,都非常适合于微流控芯片的制作,但是它

的光刻和蚀刻技术工艺复杂、费时,制作成本过高,这些因素制约了玻璃微流控芯片的应用和推广。因此,研究者们开始把更多的注意力转向了原材料

便宜、加工制作简单的高分子聚合物,目前,以聚二甲基硅氧烷(PolydiMethyl-Siloxane,PDMS)为代表的有机高分子聚合物已成为微流控芯片研究的

热点,PDMS表现出了非常理想的材料特性:良好的绝缘性,能承受高电压,已广泛应用于各种毛细管电泳微芯片的制作;热稳定性高,适合加工各种

生化反应芯片;具有很高的生物兼容性和气体通透性,可以用于细胞培养;同时具有优良的光学特性,可应用于多种光学检测系统;弹性模量低,适合

于制作微流体控制器件,如泵膜等。此外,PDMS还可以和硅、氮化硅、氧化硅、玻璃等许多材料形成很好的密封。此外,较常用的高分子聚合物还包

括聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethylMethAcrylate,PMMA)、聚碳酸酯(PolyCarbonate,PC)等。


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