PDMS芯片鍵合儀，利用離子表面處理提高PDMS與和硅片或玻璃片的鍵合牢固性

PDMS微流控芯片（聚二甲基硅氧烷微流控芯片），由聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成。PDMS是一種高分子聚合物材料，透明、彈性和可塑性較好的材料。具有廉價、加工簡便等特點，可以用于復制微結構，常用于微流體實驗室設備和生物芯片的制造。

在制作硅-PDMS多層結構微閥的過程中，將PDMS直接旋涂、固化在石英或硅片上，實現硅-PDMS直接鍵合，這種方法屬于可逆鍵合，鍵合強度不高。在制作生物芯片時，利用氧等離子體分別處理PDMS和帶有氧化層掩膜的硅基片，將其緊密鍵合在一起。 

暴露：將PDMS芯片和底片（通常是玻璃）放入等離子處理設備中，然后通過氧氣等離子處理來改變表面化學性質。

氧等離子體處理后的PDMS表面引入了親水性質的-OH基團，并代替了-CH基團，從而使PDMS表面表現出極強的親水性質。同樣，由于硅基底通過濃硫酸處理，表面含有大量Si-O鍵，在氧等離子體處理的過程中，Si-O鍵被打斷，從而在表面形成大量的Si懸掛鍵 ，通過吸收空氣中-OH，形成了Si-OH鍵。將處理后的PDMS與硅表面相貼合，兩表面的Si-OH之間發生如下反應：2Si-OH?Si-O-Si+2H2O。在硅基底與PDMS之間形成了牢固的Si-O-Si鍵結合，從而完成了二者間不可逆鍵合。

鍵合：通過等離子處理，使PDMS芯片和底片表面更具親合性，然后將它們壓合在一起，以確保密封。 

在利用氧等離子體改性處理實現PDMS與其它基片鍵合的技術中，在進行氧等離子體表面改性后，應立即將PDMS基片與蓋片貼合，否則PDMS表面將很快恢復疏水性 ，從而導致鍵合失效。因此可操作工藝時間較短，一般為1～10min。如何使PDMS活性表面的持續時間得以延長，成為保證鍵合質量的關鍵。 

PDMS活性表面的持續時間可以通過以下方法進行提高：

優化等離子體處理參數：通過優化等離子體射頻電源功率、處理時間、氧氣流量等參數，可以適當降低PDMS表面被氧化的程度，從而延長PDMS活性表面的持續時間。 

使用等離子清洗機：等離子清洗機可以對PDMS表面進行改性處理，產生含氧基團或者是交聯效果，活化了聚合物的表面。 

引入反應性氣體：被等離子體活化的物質表面與反應性氣體發生某種復雜化學反應，從而產生新的活性基團，如氨基、烴基和羧基等，對材料表面活性有顯著影響。 

使用表面活化劑：通過在PDMS表面吸附一種超鋪展表面活性劑聚醚改性的硅氧烷，以提高其親水性和抗蛋白質吸附性。 

接枝共聚法：該改性方法在PDMS表面增添化學涂層，可分為“自表面接枝（grafting from）”和“接枝到表面（grafting onto）”兩種。 

電暈放電儀法：這種方法的電暈等離子體與前面提到的等離子體不同，它是在大氣壓的室內空氣中產生的。因此，不需要真空泵或氣瓶，方便在任何不導電的合適表面上進行粘結。

以上方法都可以有效地提高PDMS活性表面的持續時間。 

PDMS芯片鍵合儀

PDMS芯片廣泛用于微流體領域，用于生物分析、藥物篩選、化學反應等應用。通過精心設計和制備，PDMS芯片可以提供微型化、高通量和高靈敏度的實驗平臺，有助于生物科學、化學和生物醫學研究。