[文章導(dǎo)讀] 聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為一種高分子聚合物材料，除了具有廉價、加工簡便等特點之外，還可以用澆注法復(fù)制微結(jié)構(gòu)、能透過可見及部分紫外光、具有生物兼容性等優(yōu)點，是目前微流控芯片制備中使用較多的一種材料。

聚二甲基硅氧烷（PDMS）作為一種高分子聚合物材料，除了具有廉價、加工簡便等特點之外，還可以用澆注法復(fù)制微結(jié)構(gòu)、能透過可見及部分紫外光、具有生物兼容性等優(yōu)點，是目前微流控芯片制備中使用較多的一種材料。但PDMS質(zhì)地柔軟，單一用PDMS制作的微流控芯片，不適合應(yīng)用于對其機械剛度要求較高的場合。采用PDMS、硅、玻璃混合封裝的方法可以通過合理設(shè)計揚長避短，充分發(fā)揮各種材料的優(yōu)點，以滿足不同的使用要求。固化后的PDMS表面具有一定的粘附力，一對成型后的PDMS基片不加任何處理，即可借助分子間的引力自然粘合，但這種粘合強度有限，容易發(fā)生漏液。

目前，關(guān)于PDMS與硅基材料低溫鍵合的方法多種多樣。在制作硅-PDMS多層結(jié)構(gòu)微閥的過程中，將PDMS直接旋涂、固化在硅片上，實現(xiàn)硅-PDMS薄膜直接鍵合，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，將其鍵合在一起。此方法實際上是PDMS與SiO₂掩膜層的鍵合，但在硅表面由熱氧化法制得的SiO₂膜層與PDMS的鍵合效果并不理想。利用氧等離子體表面處理，使PDMS與帶有鈍化層的硅片在室溫常壓下可以成功鍵合。在利用氧等離子體改性處理實現(xiàn)PDMS與其它基片鍵合的技術(shù)中，一般認為，在進行氧等離子體表面改性后，應(yīng)立即將PDMS基片與蓋片貼合，否則PDMS表面將很快恢復(fù)疏水性，從而導(dǎo)致鍵合失效，因此可操作工藝時間較短，一般為1～10min。而通常在需鍵合的PDMS基片和硅基片上都會帶有相應(yīng)的微細結(jié)構(gòu)，鍵合前需用一定的時間進行結(jié)構(gòu)圖形的對準，因此，如何使PDMS活性表面的持續(xù)時間得以延長，成為保證鍵合質(zhì)量的關(guān)鍵。

氧等離子體處理后的PDMS，其表面引入了親水性質(zhì)的-OH基團，并代替了-CH基團，從而使PDMS表面表現(xiàn)出極強的親水性質(zhì)。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(fā)生如下反應(yīng)：2Si-OH®Si-O-Si+2H₂O。在硅基底與PDMS之間形成了牢固的Si-O鍵結(jié)合，從而完成了二者問不可逆鍵合。

普遍的觀點認為在PDMS與PDMS、PDMS與硅或玻璃的鍵合工藝中，基片和蓋片表面活化處理后，應(yīng)在1～10min之內(nèi)將其貼合，否則無法完成共價鍵結(jié)合，目前對此現(xiàn)象較一致的看法是PDMS本體中的低分子量基團遷移至表面，逐漸覆蓋表面的-OH基團，隨著時間推移，PDMS表面的-OH基團越來越少，最終則導(dǎo)致無法與硅基底粘合。