液滴微流控中等離子體表面改性環(huán)烯烴共聚物(COC)導(dǎo)讀:環(huán)烯烴共聚物(COC)因其優(yōu)越的光學(xué)透明度、耐化學(xué)性、低吸水性和良好的生物相容性常用于微液滴芯片的原材料。但是由于其本征的疏水特性導(dǎo)致基片和蓋片鍵合成芯片后鍵合力較弱,只能在較小的壓力下使用。將COC基片和蓋片的鍵合面采用空氣等離子處理,使其形成親水表面,表面能增高,相同條件下鍵合力較未處理增強(qiáng)。
微流控技術(shù)是一門在微納結(jié)構(gòu)中操控微升至納升體積流體的多學(xué)科交叉技術(shù)與科學(xué)。近幾十年得到了迅速發(fā)展,廣泛應(yīng)用于基因檢測、快速診斷(POCT)、細(xì)胞培養(yǎng)、環(huán)境檢測、食品科學(xué)等重要領(lǐng)域。而微流控裝置的設(shè)計(jì)與制造,是微流控技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。環(huán)烯烴共聚物(COC)是一種新型高分子共聚物,因?yàn)榫哂懈咄该餍?、高光澤、高剛性、高?qiáng)度、優(yōu)良的生物適應(yīng)性和化學(xué)惰性等優(yōu)良特性,成為制造微流控芯片的新型材料。然而材料表面的潤濕性能對芯片的制造工藝至關(guān)重要,它可以影響流體的行為、芯片的鍵合、細(xì)胞的黏附等,為了拓展COC材料在微流控技術(shù)中的應(yīng)用范圍,對其進(jìn)行表面改性往往是必不可少的。目前涂層涂敷、表面形貌成型、化學(xué)浸漬、等離子體表面處理等技術(shù)均可用于表面改性。相較于其他技術(shù),等離子表面改性屬于干式工藝,更適用于微納尺度改性,效率高、無污染、改性均勻且不影響材料的基體性能。對于大批量、微結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微流控芯片,等離子體改性完美地避免了堵塞問題。
等離子處理前后,COC蓋片表面的接觸角有較大幅度的降低,明顯改善了材料表面的潤濕性。未經(jīng)表面處理鍵合的芯片,基片和蓋片較容易分離,而經(jīng)等離子處理后鍵合的芯片,基片和蓋片較難分離,鍵合力顯著提高,這與材料表面的潤濕性密切相關(guān),等離子處理后,微通道表面能增高,鍵合力增強(qiáng)。
由于等離子體的方向性不強(qiáng),高真空度下可以深入到微小孔道內(nèi)形成均勻的納米級(jí)涂層。因此空氣等離子體親水處理適用于芯片的基板與蓋板鍵合之前,處理后可大幅提升芯片的鍵合強(qiáng)度。然后再對鍵合后的芯片進(jìn)行氟化處理,微通道可達(dá)到甚至超越材料本身的疏水性,滿足芯片的功能要求。液滴微流控中等離子體表面改性環(huán)烯烴共聚物(COC)0022446424464