聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片通道氧气氛改性的研究.pdfVIP

( ) 第 32 卷 分析化学 FENXI HUAXUE 　研究报告 第 12 期 2004 年 12 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 1585～1589 聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片通道的氧气氛改性研究 叶美英　方　群　殷学锋 (浙江大学化学系微分析系统研究所 ,杭州 310027) 摘 　要 　通过将新制的 PDMS 微流控芯片置于氧气氛中对通道表面进行处理的简单方法 ,使电渗流大小及稳 定性有了显著的改善。同时研究了氧气处理 PDMS 通道表面的时间对电渗流的影响 ,得到氧气处理的最佳时 间为3 d 。讨论了氧气作用于 PDMS 芯片表面的机理。在氧气处理 3 d 的 PDMS 微流控芯片上进行氨基酸分 离实验 ,得到较好的分离效果。 ( ) 关键词 　聚二甲基硅氧烷 PDMS ,微流控芯片 ,氧气氛处理 1 　引　　言 ( ) ( 近年来 ,聚合物微流控芯片的加工及其应用已成为微机电加工技术 MEMS 及芯片实验室 Labon chip) 领域的重要研究方向之一1 ～3 。与目前广泛应用的玻璃基质微流控芯片4 ,5 相比 ,聚合物微流控 6 ～8 ( ) 芯片具有成本低、易于批量生产及加工简便等优点 。聚二甲基硅氧烷 PDMS 是常用的芯片材料。 因聚合物表面具有惰性和憎水性9 , 电渗流的大小和稳定性均低于玻璃或石英材料10 ,使用前 ,通常需 进行改性以增强表面的极性或亲水性来提高和稳定电渗流。PDMS 改性中最常用的是等离子体改 性11 ,12 , 但等离子体氧化处理后的 PDMS 微芯片的电渗流极不稳定11 。尽管 PDMS 微流控芯片已被应 用于氨基酸11 、DNA 11 ,13 及酶分析12 ,14 中 ,但对 PDMS 长时间下表面性质的变化尚未有研究。 本实验发现空气中的氧气对 PDMS 芯片的电渗流有较大的影响。进一步实验了用氧气处理 PDMS 芯片通道表面后芯片电渗流的长期稳定性 ,研究了 O2 处理时间对 PDMS 改性后电渗流稳定性的影响。 结果表明 ,采用本实验的改性方法 ,操作简单 , 可有效提高 PDMS 微通道的电渗流 ,在 5 个月内电渗流基 本稳定。处理后的 PDMS 微流控芯片成功应用于氨基酸的电泳分离。 2 　实验部分 2 . 1 　仪器及试剂 ( μ μ ) ( “十”字通道型通道宽 150 m ,高 15 m ; 分离通道长 30 mm ,进样通道长 10 mm 单晶硅阳模 东北 ) ( ) 大学分析科学研究中心 ;XTB1 型体视镜 南京江南光电股份有限公司 ; KGB2 型可调式恒温电热板 ( ) ( )