玻璃-PDMS微流控芯片制备工艺玻璃-PDMS微流控芯片制备工艺.pdfVIP

第31卷第1期 武汉工程大学学报 V01．31No．1 2009年01月 J． WuhanInst．Tech． Jan． 2009 文章编号：1674—2869(2009)01—0058—04 玻璃一PDMS微流控芯片制备工艺 程莉莉1’2，余冬冬1’2，邓晓清1’2，王升高1’2’3’，李艳琼1’2，汪建华1’2’3 (1．武汉工程大学湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，湖北武汉430074； 2．武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北武汉430074； 3．绿色化工过程省部共建教育部重点实验室，湖北武汉430074) 摘要：以玻璃为基片的微流控芯片在制备方面存在制作成本偏高及加工周期较长等问题．本研究以廉价的 载玻片为微流控芯片基片材料，以铬膜为牺牲层，通过优化光刻和湿法刻蚀工艺，得出较为优异的湿法刻蚀条 件。制备出了较佳结构的玻璃微沟道．将其与PDMS进行不可逆封接后，获得了玻璃一PDMS芯片．该工艺简 单，且有效地降低了芯片的制作成本．电渗性能测试结果表明，该芯片电渗性能稳定、良好． 关键词：微流控芯片；PDMS；电渗；电泳 中图分类号：0657 文献标识码：A (JCP一200，北京中科科仪有限公司)，光刻机 O 引 言 微流控芯片以其独特的优势在生物医学、环 波等离子体化学气相沉积装置(实验室自制)， 境监测食品卫生等领域有着广泛的应用前景．随 着研究的不断深入，各种材料的芯片不断涌现，其 (DZF一6020，上海精宏实验设备有限公司)，超声波 中，玻璃和高分子材料应用最为广泛[1]．比较而 清洗机(AS3120，AUTOSCIENCE)． mm× 言，玻璃具有良好的电渗和光学性能，其表面吸附 研究中所用到的材料有显微载玻片(76 26mm×1 和表面反应能力都有利于对其进行表面改性，且 mm，帆船牌7101，上海机械进出口集 玻璃基底散热效果好，具有良好的化学惰性，制备 (Dow 出的沟道也不会在封装过程中产生变形[2]． Corning 目前，利用湿法刻蚀制备玻璃沟道大多数都 7740玻璃作为基质[3巧]．但这两氢氧化铵)，苏州瑞红)，硝酸铈铵(分析纯)，高氯 采用石英或Pyrex 种材料价格昂贵，且需要长时间的刻蚀才能达到 酸(分析纯)，硝酸(分析纯)，氢氟酸(分析纯)等． 所需的管道或腔体深度．另外，玻璃芯片的键合设 1．2芯片的加工过程 备昂贵，且键合对玻璃基底表面的平整度及键合 玻璃一PDMS芯片的制备如图1所示．具体的 环境都提出了很高的要求[6]．这些对于微流控芯 制备过程为：使用AutoCAD软件绘制芯片图形， 片的普及和批量生产极为不利．本研究以廉价的 用高分辩率激光照排机在照相底片上制得光刻掩 膜．利用磁控溅射镀膜机在清洗后的玻璃基片表 载玻片及聚二甲基硅烷(PDMS)来制作玻璃一 PDMS芯片，经空气等离子体改性后实现了芯片面镀上铬膜，然后在其表面匀上RZJ一340正性光 的不可逆封接，解决了玻璃芯片键合难的问题，简 刻胶．通过前烘、曝光、显影后，将玻璃片浸入铬的 化了芯片制备工艺． 刻蚀液中进行刻蚀并通过坚膜以提高光刻胶和牺 牲层的附着力，然后将处理后的玻璃片浸入