PDMS微流控芯片（聚二甲基硅氧烷微流控芯片），由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成。PDMS是一种高分子聚合物材料，透明、弹性和可塑性较好的材料。具有廉价、加工简便等特点，可以用于复制微结构，常用于微流体实验室设备和生物芯片的制造。

 

在制作硅-PDMS多层结构微阀的过程中，将PDMS直接旋涂、固化在石英或硅片上，实现硅-PDMS直接键合，这种方法属于可逆键合，键合强度不高。在制作生物芯片时，利用氧等离子体分别处理PDMS和带有氧化层掩膜的硅基片，将其紧密键合在一起。 


暴露：将PDMS芯片和底片（通常是玻璃）放入等离子处理设备中，然后通过氧气等离子处理来改变表面化学性质。

 

氧等离子体处理后的PDMS表面引入了亲水性质的-OH基团，并代替了-CH基团，从而使PDMS表面表现出极强的亲水性质。同样，由于硅基底通过浓硫酸处理，表面含有大量Si-O键，在氧等离子体处理的过程中，Si-O键被打断，从而在表面形成大量的Si悬挂键 ，通过吸收空气中-OH，形成了Si-OH键。将处理后的PDMS与硅表面相贴合，两表面的Si-OH之间发生如下反应：2Si-OH®Si-O-Si+2H2O。在硅基底与PDMS之间形成了牢固的Si-O-Si键结合，从而完成了二者间不可逆键合。


键合：通过等离子处理，使PDMS芯片和底片表面更具亲合性，然后将它们压合在一起，以确保密封。 


在利用氧等离子体改性处理实现PDMS与其它基片键合的技术中，在进行氧等离子体表面改性后，应立即将PDMS基片与盖片贴合，否则PDMS表面将很快恢复疏水性 ，从而导致键合失效。因此可操作工艺时间较短，一般为1～10min。如何使PDMS活性表面的持续时间得以延长，成为保证键合质量的关键。 


PDMS活性表面的持续时间可以通过以下方法进行提高：

优化等离子体处理参数：通过优化等离子体射频电源功率、处理时间、氧气流量等参数，可以适当降低PDMS表面被氧化的程度，从而延长PDMS活性表面的持续时间。 

使用等离子清洗机：等离子清洗机可以对PDMS表面进行改性处理，产生含氧基团或者是交联效果，活化了聚合物的表面。 

引入反应性气体：被等离子体活化的物质表面与反应性气体发生某种复杂化学反应，从而产生新的活性基团，如氨基、烃基和羧基等，对材料表面活性有显著影响。 

使用表面活化剂：通过在PDMS表面吸附一种超铺展表面活性剂聚醚改性的硅氧烷，以提高其亲水性和抗蛋白质吸附性。 

接枝共聚法：该改性方法在PDMS表面增添化学涂层，可分为“自表面接枝（grafting from）”和“接枝到表面（grafting onto）”两种。 

电晕放电仪法：这种方法的电晕等离子体与前面提到的等离子体不同，它是在大气压的室内空气中产生的。因此，不需要真空泵或气瓶，方便在任何不导电的合适表面上进行粘结。

以上方法都可以有效地提高PDMS活性表面的持续时间。 

PDMS芯片键合仪


PDMS芯片广泛用于微流体领域，用于生物分析、药物筛选、化学反应等应用。通过精心设计和制备，PDMS芯片可以提供微型化、高通量和高灵敏度的实验平台，有助于生物科学、化学和生物医学研究。