Tips:汶顥提供PDMS微流控芯片批量加工服務和相關配件及耗材，如：PTFE/PEEK/PE管、石英毛細管、接頭堵頭、PDMS預聚物等。

聚二甲基硅氧烷（PDMS）簡介

PDMS又叫聚二甲基硅氧烷廣泛用于微流控芯片制造的一種聚合物。它是硅氧烷家族的一種有機聚合物(含碳和硅的結構)(來源于硅、氧和烷烴)。除了微流控，它還被用作食品添加劑(E900)，在香料中，作為飲料或潤滑油中的消泡劑。

為了制造微流體裝置，將與交聯劑混合的PDMS（液體）倒入微結構化模具并加熱以獲得模具的彈性復制品（PDMS交聯）

關于PDMS化學特性

PDMS的經驗式為（C2H6OSi）n，其分段式為CH3 [Si（CH3）2O] nSi（CH3）3，n為單體重復次數。

根據單體鏈的大小，非交聯的PDMS可能幾乎是液體（低n）或半固體（高n）。硅氧烷鍵形成具有高水平粘彈性的柔性聚合物鏈。

“交聯”后

PDMS變成疏水彈性體。極性溶劑（如水）難以潤濕PDMS（水珠并且不會擴散），這導致在PDMS表面上吸附水中的疏水性污染物。

PDMS氧化

使用等離子體的PDMS氧化改變PDMS表面化學并在其表面上產生硅烷醇終止（SiOH）。這有助于使PDMS親水30分鐘左右。這個過程也使得表面抵抗疏水性和帶負電的分子的吸附。此外，PDMS等離子體氧化用于用三氯硅烷功能化PDMS表面或通過形成Si-O-Si鍵在氧化玻璃表面上共價鍵合PDMS（以原子級）。

PDMS表面是否被等離子氧化，不允許水，甘油，甲醇或乙醇滲透和連續變形。因此，可以將PDMS與這些流體一起使用而不用擔心微結構變形。然而，PDMS在二異丙胺，氯仿和乙醚存在下變形和膨脹，而且在丙酮，丙醇和吡啶存在下程度較小 - 因此PDMS對許多有機化學應用來說并不理想。

PDMS微流控

PDMS是模塑微流體裝置中使用最多的材料之一。

我們在這里通過軟光刻方法制造微流控芯片。

（1）成型步驟允許從模具大量生產微流體芯片。

（2）將PDMS（液體）和交聯劑（用于固化PDMS）的混合物倒入模具中并在高溫下加熱。

（3）一旦PDMS硬化，它可以從模具中取出。我們獲得了PDMS塊上的微通道副本。

微流體裝置完成：

（4）為了進行未來實驗的液體注入，微流體裝置的輸入和輸出用打孔器對PDMS穿孔。

（5）最后，用等離子體處理具有微通道的PDMS和載玻片。

（6）等離子體處理PDMS和玻璃粘接來形成微流體芯片。

芯片現在已準備好使用微流體管道連接到微流體儲存器和泵。

為什么使用PDMS進行微流體裝置制造？

PDMS被選擇來制造微流控芯片主要是出于以下原因：

它在光學頻率（240 nM - 1100 nM）處透明，便于在視覺上或通過顯微鏡觀察微通道內容物。

具有低熒光特性。

具有生物相容性(有一些限制)。

在PDMS鍵合到玻璃或另一PDMS層用簡單的等離子體處理。這使得多層PDMS器件的生產能夠利用玻璃基板提供的技術可能性，例如使用金屬沉積，氧化物沉積或表面功能化。

在交聯過程中，PDMS可以使用簡單的旋涂涂布在基材上的受控厚度。這允許制造多層器件并集成微型閥。

可變形的，它允許使用PDMS微通道的變形整合微流體閥門，易于連接防漏流體連接以及使用它來檢測非常低的力，如來自細胞的生物力學相互作用。

與以前使用的材料（如硅）相比，它便宜。

PDMS也易于成型，因為即使與交聯劑混合，它在室溫下仍保持液體數小時。PDMS可以高分辨率模塑結構。通過一些優化，可以模制幾納米的結構。

透氣性，通過氣壓控制用于細胞培養。

人類肺泡上皮細胞和肺微血管內皮細胞在PDMS芯片中培養以模擬肺功能

微流體應用的PDMS缺點

玻璃電極沉積在PDMS微流控芯片中

在PDMS上執行金屬和電介質沉積幾乎是不可能的 。這嚴重限制了電極和電阻器的集成。盡管如此，由于PDMS使用等離子體處理容易與玻璃載片結合，因此，各種薄金屬層或電介質沉積可以在載玻片上進行。

PDMS老化，因此在幾年后，這種材料的機械性能會發生變化。

它吸附疏水性分子并且可以將一些分子從交聯不良中釋放到液體中，這對于PDMS微流體裝置中的一些生物學研究可能是個問題。

PDMS可透過水蒸氣，這使得PDMS裝置中的蒸發很難控制。

PDMS 對某些化學品的敏感

PDMS微流控芯片

PDMS預聚物：PDMS RTV-615和PDMS Sylgard 184

1）PDMS RTV-615

結合雙層微流體裝置最強大和最方便。

不同批次之間的等離子體粘結強度存在差異。這使得有必要在每次購買時調整粘合參數。

2）PDMS Sylgard 184（道康寧公司）

這種PDMS不太常用于多層芯片，兩個PDMS層之間的結合更加困難。

在器件制造過程中多故障。

這種PDMS最常用于微流控芯片中的動物細胞培養。

PDMS抗化學腐蝕性

You will find below an immersion study of microstructured PDMS (h: 11μm, L: 45μm) in a variety of chemicals [5], this study was performed with PDMS Sylgard 184.

(Legend: No: no effect on microstructures, Total: complete destruction of microstructures)