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生物医学工程研究
JournalofBiomedicalEngineeringResearch

基于玻璃基底微流控芯片的制备

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程佳,朱纪军,SIMONS.Ang
(1.东南大学吴健雄实验室,江苏南京210096;
2.阿肯色州大学电子工程系,阿肯色州费耶特维尔,72701,美国)

摘要:介绍一种基于玻璃基底微流控芯片的制作方法,通过光刻工艺在玻璃基底表面刻蚀出微通道。利
用氧等离子体对聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)和微通道所在的基底表面进行处理,使PDMS与
基底表面性质由疏水性变为亲水性,完成PDMS与玻璃基底的共价键结合。通过实验表明,经氧等离子体处
理之后的PDMS与玻璃基底的密封效果较好。鉴于PDMS具有良好的热稳定性,无毒性,以及较好的光学特
性等,此微流控芯片可用于生物医学以及化学领域中的化学发光及荧光检测。
关键词:微流控芯片;聚二甲基硅氧烷;氧等离子体;曝光;显影;湿法刻蚀
中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:1672-6278(2005)03-0179-04

TheFabricationofMicrofluidicChannelsonSoda-LimeGlass

CHENGJia1,ZHUJ-ijun1,SIMONS.Ang2
(1.Chien_ShiungWuLaboratory,SoutheastUniversity,NanjingJiangsu,210096China;
2.ElectricalEngineeringDepartment,UniversityofArkansas,FayettevilleAR,72701USA)

Abstract:Afabricationprocedureaboutmicrofluidicchannelsonsoda-limeglassisdescribed.Themicrochannelsfabricationprocedures
isbasedonthesemiconductorfabricationtechnologyandetchthemicrofluidicchannelsusinglithography.ThePDMSandglasssubstratecan
formthecovalentbondingafteroxygenplasmaprocess.TheSEMpicturesandtestsshowthePDMSsealsthemicrochannelswellandtightly.
Becauseoftheopticsandcalorifics,thismicrofluidicchipscanbeusedtodetecttheluminescenceandfluorescence.
Keywords:Microfluidicchips;Polydimethylsiloxane(PDMS);Oxygenplasma;Exposure;Developer;Wetetch

长时间(t\10min)的高温(T\400e)高压(V\
引言[3]
1700V)处理,所以并不适合大规模产业化制造。第
[4-6]
随着半导体制造技术的不断发展,生物医学与2类是通过软刻蚀法制作的微流控芯片。通过
其之间的联系越来越紧密,自上世纪90年代初提出软刻蚀技术在PDMS胶体上直接形成微通道,跟基
微全分析系统(micrototalanalysissystem,uTAS)之后,底粘合完成微通道密封。此法快速简便,制作成本
各种微流控芯片,广泛用于药物检测,环境监测,基低,适合大规模生产。但是由于PDMS是弹性材料,
因分析等诸多领域中,由于其试剂消耗量少,检测效导致微通道硬度不高,易变形,易溶胀,并且由于
率高,环境污染小,体积小,易于携带等优点,在生物PDMS是疏水性物质,在其表面很难润湿亲水性溶
[1]
医学,化学领域受到越来越多的重视。液,使用时必须十分小心。第3类是以Si,SiO2或玻
微流控芯片的制作方法目前可大致分为3类,璃作为基底并在其上刻蚀微通道,将通过氧等离子
第1类是通过阳极键合方式制作的微流控芯片[2]。体处理之后的PDMS与基底进行共价键结合实现
[7]
用此种方式制作的芯片具有极高的机械强度,不易PDMS对微通道密封的微流控芯片。此类芯片具
出现试剂渗漏现象,但需要昂贵的制造设备以及较有前两类芯片的一些优点,(1)它具有较好的机械强

作者简介:程佳(1980-),男,东南大学硕士研究生。研究方向:生物传感器、MEMS器件。
180生物医学工程研究第24卷

度,便于携带,在液体压力相对较大的情况下不会发ClariantCorporation)显影2min,显影时间的长短与显
生渗漏现象