PDMS在微流控生物芯片技术中的新型应用.pdf

A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University for the Degree of Master RESEARCH OF NEW APPLICATIONS OF PDMS ON MICROFLUDIC CHIP Author ：Peng WANG Specialty: Microelectronics Advisor Ⅰ: Prof. Di CHEN Advisor Ⅱ: Dr. Xiang CHEN Research Institute of Micro/Nano Science and Technology Shanghai Jiao Tong University Shanghai, P. R. China January 12th, 2009 PDMS 在微流控生物芯片技术中的新型应用 摘要 本论文研究了 PDMS （聚二甲基硅氧烷）在微流控芯片技术中的新型应用，包 括纳米粒子改性 PDMS 用于微流控流道的制作；PDMS 转印用于关键器件-聚合物 微针的制作；以及 PDMS 制作的微阀在微浓度梯度芯片中的应用。 本论文的主要工作有： 1.概述了微流控聚合物芯片常见的加工方法，重点介绍了热压工艺以及热压 工艺中模具的加工方法，并提出一种新型的低成本、快速的热压模具制作法，利 用纳米粒子改性 PDMS ，提高其物理性能，并用改性 PDMS 做热压模具，制作微 流道芯片。 2.对聚合物微针的常见加工方法进行综述，并提出一种新型的低成本的实心 微针制作方法，充分利用了 PDMS 精确复制图形，容易脱模的优点，结合体硅工 艺和 UV-LIGA 工艺，制作一种环氧树脂的实心异面采样微针。 3.充分发挥 PDMS 杨氏模量小，容易发生形变的特点，设计制作了一种微流 控芯片中的常用器件—微阀，即气动常开的微阀，并应用于一种微阀控制的多分 子梯度反应芯片中。 本论文工作紧紧围绕统 PDMS 材料的特点，结合本实验室工艺特色，研究开发 出有针对性的，低成本的，工艺简单的，非常规的工艺方法，来加工生物芯片中的 微管道以及各种器件。 关键词：PDMS 纳米粒子改性 聚合物微针 微阀 梯度芯片 - I - Research of new applications of PDMS on microfluidc chip Abstract The present thesis focuses on new applications of PDMS (polydimethylsiloxane) in microfluidics technology, including PDMS modified with nano particles as hot embossing mold ，a novel fabrication method of polymer microneedles , and an application of PDMS microvalve in concentration gradient chip. 1. The present thesis summarizes some processing methods of polymer microfluid biochip, introduces the process of hot embossing as well as the method for making hot