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      新聞資訊

      PDMS芯片鍵合儀,利用離子表面處理提高PDMS與和硅片或玻璃片的鍵合牢固性

      發表時間: 2023-10-25 08:44:10

      作者: 深圳金徠技術有限公司

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      PDMS芯片與基片如玻璃片、硅片等的鍵合,利用氧等離子處理PDMS及基片,改變兩者的表面化學性質,活化了PDMS聚合物和基片的表面。通過氧等離子清洗機處理后的PDMS芯片與基片能形成Si-O-Si牢固且不可逆的鍵合。

      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是一種高分子聚合物材料,透明、彈性和可塑性較好的材料。具有廉價、加工簡便等特點,可以用于復制微結構,常用于微流體實驗室設備和生物芯片的制造。

       


      在制作硅-PDMS多層結構微閥的過程中,將PDMS直接旋涂、固化在石英或硅片上,實現硅-PDMS直接鍵合,這種方法屬于可逆鍵合,鍵合強度不高。在制作生物芯片時,利用氧等離子體分別處理PDMS和帶有氧化層掩膜的硅基片,將其緊密鍵合在一起。 


      暴露:將PDMS芯片和底片(通常是玻璃)放入等離子處理設備中,然后通過氧氣等離子處理來改變表面化學性質。

       

      氧等離子體處理后的PDMS表面引入了親水性質的-OH基團,并代替了-CH基團,從而使PDMS表面表現出極強的親水性質。同樣,由于硅基底通過濃硫酸處理,表面含有大量Si-O鍵,在氧等離子體處理的過程中,Si-O鍵被打斷,從而在表面形成大量的Si懸掛鍵 ,通過吸收空氣中-OH,形成了Si-OH鍵。將處理后的PDMS與硅表面相貼合,兩表面的Si-OH之間發生如下反應:2Si-OH?Si-O-Si+2H2O。在硅基底與PDMS之間形成了牢固的Si-O-Si鍵結合,從而完成了二者間不可逆鍵合。


      鍵合:通過等離子處理,使PDMS芯片和底片表面更具親合性,然后將它們壓合在一起,以確保密封。 


      在利用氧等離子體改性處理實現PDMS與其它基片鍵合的技術中,在進行氧等離子體表面改性后,應立即將PDMS基片與蓋片貼合,否則PDMS表面將很快恢復疏水性 ,從而導致鍵合失效。因此可操作工藝時間較短,一般為1~10min。如何使PDMS活性表面的持續時間得以延長,成為保證鍵合質量的關鍵。 


      PDMS活性表面的持續時間可以通過以下方法進行提高:

      優化等離子體處理參數:通過優化等離子體射頻電源功率、處理時間、氧氣流量等參數,可以適當降低PDMS表面被氧化的程度,從而延長PDMS活性表面的持續時間。 

      使用等離子清洗機等離子清洗機可以對PDMS表面進行改性處理,產生含氧基團或者是交聯效果,活化了聚合物的表面。 

      引入反應性氣體:被等離子體活化的物質表面與反應性氣體發生某種復雜化學反應,從而產生新的活性基團,如氨基、烴基和羧基等,對材料表面活性有顯著影響。 

      使用表面活化劑:通過在PDMS表面吸附一種超鋪展表面活性劑聚醚改性的硅氧烷,以提高其親水性和抗蛋白質吸附性。 

      接枝共聚法:該改性方法在PDMS表面增添化學涂層,可分為“自表面接枝(grafting from)”和“接枝到表面(grafting onto)”兩種。 

      電暈放電儀法:這種方法的電暈等離子體與前面提到的等離子體不同,它是在大氣壓的室內空氣中產生的。因此,不需要真空泵或氣瓶,方便在任何不導電的合適表面上進行粘結。

      以上方法都可以有效地提高PDMS活性表面的持續時間。 

      PDMS芯片鍵合儀


      PDMS芯片廣泛用于微流體領域,用于生物分析、藥物篩選、化學反應等應用。通過精心設計和制備,PDMS芯片可以提供微型化、高通量和高靈敏度的實驗平臺,有助于生物科學、化學和生物醫學研究。 

      PDMS芯片鍵合儀,利用離子表面處理提高PDMS與和硅片或玻璃片的鍵合牢固性
      PDMS芯片與基片如玻璃片、硅片等的鍵合,利用氧等離子處理PDMS及基片,改變兩者的表面化學性質,活化了PDMS聚合物和基片的表面。通過氧等離子清洗機處理后的PDMS芯片與基片能形成Si-O-Si牢固且不可逆的鍵合。
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