基于温敏高聚物的温控微阀和温控表面吸附的研究论文.pdfVIP

微流控芯片实验室进腱 基于温敏高聚物的温控微润和温控表面吸附的研究 ／ 、／ 李志明马丹陈恒武+何巧红 。 浙江大学化学系微分析系统研究所，杭州，310058 聚N一异丙基丙烯酰腋(PNIAAm)是一种典型的温敏高聚物，受外界温度变化刺激时．在 其特有的i临界温度(LCST，32。C)i-卜，分子构型会发生突变，表现为其宏观体积、疏水／亲 水性等重要物理化学性质的可逆改变[1]。最近，国外有人利用PNIAAm这种温敏的特性，研 制集成丁芯片七的温控微阀[2-3]、受温度控制的蛋向质吸附芯片[4]。本文在前人l作的基 础匕，在毛细管和玻璃芯片通道内制螽以交链PNIAAm为阀体的溶涨阀，研究其控制微流体 的性能；在PDMS袭面接枝线性PNIAAm，研究其在车同温度下对备种化台物的吸附性能。 实验郝分 PNIAAm溶涨阎的制备：玻璃毛细管缄玻璃芯片通道经丙酮、水、碱液，酸液顺序清洗 并干燥后，在其内腔充满30％三甲氧基硅烷丙基甲基丙烯酸酯(MPTMS)的丙酮溶液，于 暗处反应24h己烯基化。用丙酮清洗并用氮气吹干后，在通道内灌满K一异丙基丙烯酰胺 一N，N-砸甲基二丙烯酰胺一2．羟基-2-甲基．1-笨基丙酮混合溶液(事先经坼除氧处理)，埘掩膜 在毛细管缄通道上确定光诱导聚合反应的区域后，将毛细管或芯片在冰承浴保护F紫外赳 (365nm)照lmin6min。用人龄蒸馏水冲洗通道，以除去来反虑的单体等。 J{j蒸馏水冲洗．除点束反应的单体等。 初步结果 溶涨微阀的温控效果：酗l是制备于玻璃芯片通道内的溶涨蚓枉LCST上下的外观，及 该阀体对液流的开口J作川。在低f-LC8‘r的室温F，通道内的PNIAAnI阀体溶涨，矧体警透明 uL／min)，无洼通过该通道(标 状(刚la】，此时，通道被阻断，由注射聚驱动的液流(1 示液流运动状态的一段空et泡停滞在溶涨阀的上游)，只能从旁路(幽中未尼示)流出。当 温度升高到LCST以l。的400C，PNIAAm蒯体田收缩，高聚物的孔眼增人，捌体变得不蒋透明 的同时，液流开始通过该通道，空气泡随液流穿过溶涨阀到达阀体的F游， 幽lb—c。扔步 kg／cm2的 实验表明，在玻璃毛细符中(内径500舯)制得的同类溶涨阀，至少可以抵御3 流体背压。 隧肾瞄 目l挂通道中州I^蛔mtmtt目控■蘸黧的卸圈^ 在皇温日，#体(圈中虚线Ⅻ所指螅m道内)基$透目，谴漉不能通过旃撮棚．所襄气泡(红色*头所示)静mf拇的j前(a)， dc)um ∞热后，鹪伴i撑女乜檀％，F垂自流自，m夹气泡被推^阀体仆)，目#流mⅫ体(c)。日道∞R应100pm(％)x uL／=in。 (湃)涟Ⅻm《t mlnR{^·镕m武 $岳mH：耐末日拣H学％☆ _c}=片单元技术 一■} ：—．．．—1．-．．．．．．．．．．—— tlt ti* ∞2＆性菏E∞惦在}目*Tm∞ 目3K性前目P嘴＆T月温＆■Ⅲm 静奄接触自t灰42℃；#：25℃} 目霉蠢后∞《光＆m0∞《* 静态接触角扼闰2。来经该性豹PDMS表面，其憎水性基本不受温度影响；经PNIAAm政性以 后，在42。C时，接触角依然超过80。，当温度降低到室温时，接触角降低到3(尸，表面转 593nm)溶掖接触30分钟后所观察到的荧光显微ccD|璺|象。厨样的拍摄条件F，来经改性的 PIIMS表面(图3a-b)几乎看不刊荧光，表明无论