Tips:汶顥提供PDMS微流控芯片批量加工服務(wù)和相關(guān)配件及耗材，如：PTFE/PEEK/PE管、石英毛細(xì)管、接頭堵頭、PDMS預(yù)聚物等。

聚二甲基硅氧烷（PDMS）簡(jiǎn)介

PDMS又叫聚二甲基硅氧烷廣泛用于微流控芯片制造的一種聚合物。它是硅氧烷家族的一種有機(jī)聚合物(含碳和硅的結(jié)構(gòu))(來(lái)源于硅、氧和烷烴)。除了微流控，它還被用作食品添加劑(E900)，在香料中，作為飲料或潤(rùn)滑油中的消泡劑。

為了制造微流體裝置，將與交聯(lián)劑混合的PDMS（液體）倒入微結(jié)構(gòu)化模具并加熱以獲得模具的彈性復(fù)制品（PDMS交聯(lián)）

關(guān)于PDMS化學(xué)特性

PDMS的經(jīng)驗(yàn)式為（C2H6OSi）n，其分段式為CH3 [Si（CH3）2O] nSi（CH3）3，n為單體重復(fù)次數(shù)。

根據(jù)單體鏈的大小，非交聯(lián)的PDMS可能幾乎是液體（低n）或半固體（高n）。硅氧烷鍵形成具有高水平粘彈性的柔性聚合物鏈。

“交聯(lián)”后

PDMS變成疏水彈性體。極性溶劑（如水）難以潤(rùn)濕PDMS（水珠并且不會(huì)擴(kuò)散），這導(dǎo)致在PDMS表面上吸附水中的疏水性污染物。

PDMS氧化

使用等離子體的PDMS氧化改變PDMS表面化學(xué)并在其表面上產(chǎn)生硅烷醇終止（SiOH）。這有助于使PDMS親水30分鐘左右。這個(gè)過(guò)程也使得表面抵抗疏水性和帶負(fù)電的分子的吸附。此外，PDMS等離子體氧化用于用三氯硅烷功能化PDMS表面或通過(guò)形成Si-O-Si鍵在氧化玻璃表面上共價(jià)鍵合PDMS（以原子級(jí)）。

PDMS表面是否被等離子氧化，不允許水，甘油，甲醇或乙醇滲透和連續(xù)變形。因此，可以將PDMS與這些流體一起使用而不用擔(dān)心微結(jié)構(gòu)變形。然而，PDMS在二異丙胺，氯仿和乙醚存在下變形和膨脹，而且在丙酮，丙醇和吡啶存在下程度較小 - 因此PDMS對(duì)許多有機(jī)化學(xué)應(yīng)用來(lái)說(shuō)并不理想。

PDMS微流控

PDMS是模塑微流體裝置中使用最多的材料之一。

我們?cè)谶@里通過(guò)軟光刻方法制造微流控芯片。

（1）成型步驟允許從模具大量生產(chǎn)微流體芯片。

（2）將PDMS（液體）和交聯(lián)劑（用于固化PDMS）的混合物倒入模具中并在高溫下加熱。

（3）一旦PDMS硬化，它可以從模具中取出。我們獲得了PDMS塊上的微通道副本。

微流體裝置完成：

（4）為了進(jìn)行未來(lái)實(shí)驗(yàn)的液體注入，微流體裝置的輸入和輸出用打孔器對(duì)PDMS穿孔。

（5）最后，用等離子體處理具有微通道的PDMS和載玻片。

（6）等離子體處理PDMS和玻璃粘接來(lái)形成微流體芯片。

芯片現(xiàn)在已準(zhǔn)備好使用微流體管道連接到微流體儲(chǔ)存器和泵。

為什么使用PDMS進(jìn)行微流體裝置制造？

PDMS被選擇來(lái)制造微流控芯片主要是出于以下原因：

它在光學(xué)頻率（240 nM - 1100 nM）處透明，便于在視覺(jué)上或通過(guò)顯微鏡觀察微通道內(nèi)容物。

具有低熒光特性。

具有生物相容性(有一些限制)。

在PDMS鍵合到玻璃或另一PDMS層用簡(jiǎn)單的等離子體處理。這使得多層PDMS器件的生產(chǎn)能夠利用玻璃基板提供的技術(shù)可能性，例如使用金屬沉積，氧化物沉積或表面功能化。

在交聯(lián)過(guò)程中，PDMS可以使用簡(jiǎn)單的旋涂涂布在基材上的受控厚度。這允許制造多層器件并集成微型閥。

可變形的，它允許使用PDMS微通道的變形整合微流體閥門(mén)，易于連接防漏流體連接以及使用它來(lái)檢測(cè)非常低的力，如來(lái)自細(xì)胞的生物力學(xué)相互作用。

與以前使用的材料（如硅）相比，它便宜。

PDMS也易于成型，因?yàn)榧词古c交聯(lián)劑混合，它在室溫下仍保持液體數(shù)小時(shí)。PDMS可以高分辨率模塑結(jié)構(gòu)。通過(guò)一些優(yōu)化，可以模制幾納米的結(jié)構(gòu)。

透氣性，通過(guò)氣壓控制用于細(xì)胞培養(yǎng)。

人類肺泡上皮細(xì)胞和肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞在PDMS芯片中培養(yǎng)以模擬肺功能

微流體應(yīng)用的PDMS缺點(diǎn)

玻璃電極沉積在PDMS微流控芯片中

在PDMS上執(zhí)行金屬和電介質(zhì)沉積幾乎是不可能的 。這嚴(yán)重限制了電極和電阻器的集成。盡管如此，由于PDMS使用等離子體處理容易與玻璃載片結(jié)合，因此，各種薄金屬層或電介質(zhì)沉積可以在載玻片上進(jìn)行。

PDMS老化，因此在幾年后，這種材料的機(jī)械性能會(huì)發(fā)生變化。

它吸附疏水性分子并且可以將一些分子從交聯(lián)不良中釋放到液體中，這對(duì)于PDMS微流體裝置中的一些生物學(xué)研究可能是個(gè)問(wèn)題。

PDMS可透過(guò)水蒸氣，這使得PDMS裝置中的蒸發(fā)很難控制。

PDMS 對(duì)某些化學(xué)品的敏感

PDMS微流控芯片

PDMS預(yù)聚物：PDMS RTV-615和PDMS Sylgard 184

1）PDMS RTV-615

結(jié)合雙層微流體裝置最強(qiáng)大和最方便。

不同批次之間的等離子體粘結(jié)強(qiáng)度存在差異。這使得有必要在每次購(gòu)買時(shí)調(diào)整粘合參數(shù)。

2）PDMS Sylgard 184（道康寧公司）

這種PDMS不太常用于多層芯片，兩個(gè)PDMS層之間的結(jié)合更加困難。

在器件制造過(guò)程中多故障。

這種PDMS最常用于微流控芯片中的動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。

PDMS抗化學(xué)腐蝕性

You will find below an immersion study of microstructured PDMS (h: 11μm, L: 45μm) in a variety of chemicals [5], this study was performed with PDMS Sylgard 184.

(Legend: No: no effect on microstructures, Total: complete destruction of microstructures)