微流控芯片的制备及电渗性能研究

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1、摘要微流控芯片具有集成化程度高、效率高、消耗少等诸多优点，有着巨大的应用价值和潜力。但高昂的制造成本制约了芯片大规模的商业化应用。从制备材料、制备工艺及使用性能来看，玻璃的制备工艺成熟，应用性能优良，但制备工艺复杂，成本高；聚合物制备工艺简单，成本低，但应用性能差。本研究以廉价的载玻片和PDMS为材料，通过空气等离子体改性实现芯片的不可逆封接，制备了玻璃．PDMS、PDMS．PDMS芯片，并对芯片的电特性进行了研究。本文讨论了各工序对刻蚀玻璃沟道的影响，通过工艺参数的优化，制备出质量良好的沟道。利用光

2、刻和蚀刻技术，制备了硅和RFJ220负型光刻胶阳模。在阳模上浇注液态的PDMS单体，通过加热固化制得了含微通道的PDMS基片。利用空气等离子体在低温条件下对PDMS表面进行改性，提高了其表面的亲水性能，实现了芯片的不可逆封接。利用电流监测法对芯片的电渗性能进行了研究，重点分析了缓冲液种类、浓度、分离电压、表面活性齐iJ(SDS)、温度等对电渗流的影响，获得了稳定电渗性能的基本条件，为微流控系统的设计、测试、优化、应用提供了依据。关键词：微流控芯片；聚二甲基硅氧烷；光刻与刻蚀；电渗流ABSTRACTTh

3、emicrofluidicchiphasmanyadvantages，suchashighefficiency,highintegration，lowconsumptionandSOon，whichleadstohugepotentialandvaluableapplication．Butthehighpreparationcostlimitsitscommercialapplicationonalargescale．Theglassmicrofluidicchiphasagoodapplicatio

4、nperformance，butitrequiresacomplexfabricationprocessandthecostoffabricationistoohigh；thepolymermicrofluidicchiphasaneasyfabricationprocess，butithasapoorpropertyonthetest．Theglass-PDMS，PDMS-PDMSchipswithlow—costglassandPDMSasmaterialsarepreparedinthispap

5、er．Thesubstrateswhicharetreatedbyairplasmacansticktootherchipsfirmly．Andtheelectricalpropertiesofthechipsareinvestigated．Theeffectsofworkingproceduresonqualitiesofglasschannelsarediscussedinthispaper．Throughoptimizingtheparametersoftechnics，theglasschan

6、nelswithgoodqualitiesaregained．Usingphotolithograpandetchingtechniques，thepatternsusedtomouldPDMSarepreparedwithsiliconandRFJ一220photoresistasmaterials．ThePDMSchipswithmicrochannelaremadebyheatingtosolidifyafterpouringthePDMSfuidontothemicromachinedsili

7、conandphotoresistmaster．TheairplasmageneratedbymicrowaveischosentotreatPDMS．Theelectroosmosispropertiesofmicrofluidicchipsareanalyzedbythemethodofcurrentmonitoring．Theeffectsincludingbuffersolution’Scategoryandconcentration，separationvoltage，surfactant(

8、SDS)，temperatureontheelectroosmosisarestudied．Thebasicconditionssteadyingtheelectroosmosisisobtained，whichprovidesfoundationfordesign，testing，optimizing，applicationofmicrofluidicsystemKeyWords：microfluidicchips；PDMS；lithographyan