企業(yè)特殊行業(yè)經(jīng)營資質(zhì)信息公示
營業(yè)執(zhí)照已認(rèn)證 微流控PDMS芯片通常采用等離子體處理的方法來獲得。采用等離子清洗機(jī)來鍵合微流控PDMS芯片，不同的工藝參數(shù)將會影響到PDMS芯片的鍵合強(qiáng)度。良好的鍵合牢固的芯片的耐壓強(qiáng)度可以達(dá)到3-5 bars的耐壓值。下面簡要介紹一下PDMS-玻璃采用等離子清洗機(jī)進(jìn)行鍵合需要注意的一些問題點(diǎn)以及如何檢驗(yàn)利用等離子清洗機(jī)進(jìn)行處理后的處理效果。
玻璃/PDMS等離子體鍵合
為了**性的把PDMS芯片結(jié)合到玻璃片上，研究人員使用等離子清洗機(jī)來改變玻璃和PDMS的表面性質(zhì)。等離子體處理將會改變玻璃和PDMS芯片表面的化學(xué)性質(zhì)并允許把帶有微通道的PDMS粘接到其他基底上如(PDMS或玻璃)。
如果等離子體鍵合步驟出錯，芯片將會漏液并且將無法正常使用。在等離子清洗機(jī)選擇和使用上，需要留意幾個(gè)重要的地方。
玻璃和PDMS成功等離子鍵合的相關(guān)參數(shù)
等離子清洗機(jī)腔室內(nèi)的空氣污染
等離子室內(nèi)的氣體組分會改變玻璃或PDMS表面上的化學(xué)連接。一些雜質(zhì)(即使有非常低的數(shù)量)也會污染樣品表面。**常見的污染是來自真空泵或壓縮機(jī)的油分子。由于等離子體清洗機(jī)腔室內(nèi)的油分子，您可能也會看到和以前出現(xiàn)的等離子體相同的等離子體，但是化學(xué)組分發(fā)生了變化，因而PDMS不會鍵合的很牢固。
氣體的選擇
表面態(tài)取決于所使用的氣體。腔室內(nèi)大氣等離子體在大多數(shù)情況下都可以滿足實(shí)驗(yàn)需求。有些研究人員喜歡使用純O2來控制腔室內(nèi)總的氣體組分，但是需要更多的設(shè)備及加工過程更加嚴(yán)格。
灰塵
表面上灰塵的存在會阻止玻璃-PDMS的等離子體鍵合。此外，磁盤上灰塵的位置和大小也會影響PDMS的硬度。**次清洗，至少需要一個(gè)清潔干燥的空氣噴射來沖洗磁盤或硅片。當(dāng)然，也有其它的方法來移除灰塵，您可以使用3M透明膠帶來移除表面的顆?；蚋鼮橛行У氖悄€可以把芯片放置在異丙醇溶液(IPA)內(nèi)并且使用超聲波來分離表面和PDMS孔洞內(nèi)部的不需要的顆粒。為了清洗干凈玻璃，可以先后連續(xù)使用丙酮、異丙醇、水來進(jìn)行清洗然后再進(jìn)行干燥處理。
等離子體的強(qiáng)度及其穩(wěn)定性
一個(gè)良好質(zhì)量的等離子體的指標(biāo)通常是它的顏色/亮度(取決于真空度和氣體)。因?yàn)榭赡軙l(fā)生變化，你需要記住的是，如果在相同的參數(shù)下，等離子體顏色發(fā)生了變化，那么等離子體可能就出現(xiàn)了問題。
處理樣品的表面性質(zhì)
等離子體是可以改變物質(zhì)表面性質(zhì)的一種設(shè)備，所有的污染都將會高度影響表面處理的**終結(jié)果。與流行的看法相反的是對于玻璃-PDMS的等離子鍵合，更長的處理時(shí)間不會改善表面的屬性(某些非常特殊的情況除外)，例如脂肪的存在(手印)將會導(dǎo)致有關(guān)表面上的處理失敗。
等離子體處理時(shí)間
時(shí)間是表面處理和鍵合成功的一個(gè)關(guān)鍵因素。太短等離子體處理時(shí)間不會使整個(gè)表面發(fā)生功能化而太長等離子體處理時(shí)間會強(qiáng)烈的改變PDMS表面的性能。等離子體被激活的時(shí)間越長，PDMS表面越粗糙而且還會影響到粘接性能。
等離子體處理后的時(shí)間
等離子體處理后，表面的化學(xué)鍵開始重組，而且?guī)追昼姾螅砻娴墓δ芑钚韵陆祻亩鴮?dǎo)致玻璃-PDMS等離子體鍵合強(qiáng)度下降。鑒于這個(gè)原因，必須在等離子體處理后立即做鍵合，不要在等離子體清洗機(jī)放氣之后還讓樣品留在等離子體腔室內(nèi)，需要快速的將玻璃-PDMS放在一起。
熱烘以提高玻璃-PDMS等離子體鍵合的質(zhì)量
為了使PDMS和玻璃或PDMS接觸后更容易發(fā)生化學(xué)鏈接，建議用加熱的方式來加強(qiáng)化學(xué)鏈接的強(qiáng)度。時(shí)間、溫度和設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室和用戶之間都可以根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)而進(jìn)行改變。通常情況下，在80-90°C下熱烘15-30min就足以獲得很牢固的粘接強(qiáng)度。
玻璃-PDMS等離子體鍵合：一些常見錯誤的想法
需要用力的按壓PDMS芯片以便正確的進(jìn)行玻璃-PDMS等離子體鍵合
對PDMS施加壓力來促進(jìn)鍵合這種辦法可以用來改正一個(gè)錯誤的等離子體處理方法，但是它沒有多大的效果，而且還需要承擔(dān)通道崩塌和通道不可逆扭曲變形的風(fēng)險(xiǎn)。需要記住的是鍵合需要快速進(jìn)行。如果芯片的兩個(gè)部分之間的接觸不好，那么可能原因就是灰塵的影響。為了正確的鍵合，**可做的就是加熱實(shí)驗(yàn)裝置并輕輕的再次按壓芯片。
**次PDMS芯片接觸后，我們還可以移動第二次
如果**次把芯片放置在錯誤的位置或者如果等離子體處理不起作用，那么進(jìn)行第二次重新放置芯片位置的操作是沒有作用的。*的辦法就是扔掉芯片或者再次進(jìn)行等離子體處理，但是不能確保有效果并且這還是無法復(fù)制的。
玻璃-PDMS等離子體鍵合：如何檢查在校準(zhǔn)過程中等離子體處理的質(zhì)量?
**個(gè)測試：接觸角測量
等離子體處理能夠修改表面的屬性也即玻璃和PDMS表面的疏水性。良好的處理方法可使表面具有親水特性。**個(gè)測試在于把水滴(約20μL)放置在玻璃和PDMS的表面上，然后測量表面接觸角。接觸角小于20°通常會導(dǎo)致較強(qiáng)的粘附強(qiáng)度，可承受的壓力*到2.5bar。
第二個(gè)測試：粘接前端的擴(kuò)散性
當(dāng)粘接芯片時(shí)，在接觸處，接觸部分會變暗，所以，可以密切注意接觸部分。在等離子體處理后，玻璃或其他PDMS片上的PDMS會輕輕的脫落，接觸前端會快速的恢復(fù)原狀。
第三個(gè)測試：高壓下沒有泄露
第三個(gè)測試在于向器件的內(nèi)部注入液體并且通過高壓來測試它的行為?？梢允褂靡粋€(gè)簡單的注射器并且用手推動注射器，如此也可以產(chǎn)生幾個(gè)bar的壓力。
第四個(gè)測試：扭曲破壞
****測試是破壞性測試，也就是把芯片從完整狀態(tài)折騰到破壞狀態(tài)。芯片應(yīng)該被破壞而不應(yīng)該是可移動的，在玻璃和PDMS上面都應(yīng)該有殘留的PDMS組分。通常情況下，良好的鍵合允許您的芯片耐壓值達(dá)到3-5bars。
