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微流控芯片相关制备技术
孙珊

芯片是微流控芯片实验室的核心,微流控芯片的研究涉及芯片的材料、尺寸、设计、加工和表面修饰等。了解芯片制备的全过程,体会芯片设计的重要性,是微流控芯片研究工作的基础。未来芯片实验室领域的竞争首先将是芯片设计和制造的竞争。
Contents
微流控分析芯片材料
1
微流控芯片加工方法
2
微流控芯片键合方法
3
普通实验室玻璃芯片的简易加工技术
4
普通实验室PDMS芯片的简易加工技术
5
微流控分析芯片材料
玻璃石英
有机聚合物
硅材料
1
硅材料

在微电子学发展的过程中,硅的微细加工技术已趋成熟。在硅片上可使用光刻技术高精度地复制二维图形,并可使用制备集成电路的成熟工艺进行加工及批量生产。即使复杂的三维结构,也可以用整体和表面微加工技术进行高精度的复制。因此,它首先被用于制作微流控分析芯片。
硅材料
优点具有良好的化学惰性和热稳定性
良好的光洁度,加工工艺成熟,
可用于制作聚合物芯片的模具等
缺点易碎,价格贵
不能透过紫外光
电绝缘性能不够好
表面化学行为较复杂

玻璃石英
优点很好的电渗性质
优良的光学性质
可用化学方法进行表面改性
可用光刻和蚀刻技术进行加工
缺点难以得到深宽比大的通道
加工成本较高
封接难度较大

有机聚合物
优点 成本低、品种多
能通过可见与紫外光
可用化学方法进行表面改性
易加工得到宽深比大的通道
可廉价大量地生产
缺点 不耐高温
导热系数低
表面改性的方法尚不够成熟

选择聚合物材料的原则
聚合物材料应有良好的光学性质
聚合物材料应容易被加工
在所采用的分析条件下材料应是惰性的
材料应有良好电绝缘性和热性能
聚合物材料的表面要有合适的修饰改性方法

聚合物材料应有良好的光学性质
能透过可见光与紫外光,入射光不能产生显著的背景信号。例如使用激光荧光法检测时,要注意芯片材料的本底荧光要尽量低。使用高本底荧光的芯片材料会引起信噪比降低和检测下限升高。
聚合物材料应容易被加工
不同的加工方法对聚合物材料的可加工性有不同的要求。例如,用激光烧蚀法加工芯片时,聚合物材料应能吸收激光辐射,并在激光照射下降解成气体。热压法加工时要求芯片材料具有热塑性。而模塑法用的高分子材料应具有低黏度,低固化温度,在重力作用下,可充满模具上的微通道和凹槽等处。