[发明专利]PDMS微通道的表面修饰方法及改性PDMS微通道

说明书

技术领域

本发明涉及材料改性方法，尤其是聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道的表面修饰方法，以及通过该方法获得的改性PDMS微通道。

背景技术

聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道是指基于软刻的方法所制备PDMS功能性高分子流体通道。由于PDMS单体可低温聚合、热稳定性高、优良的光学特性、良好的绝缘性、以及化学惰性等特征，PDMS微通道广泛的应用于微流体研究领域，达到可操纵流体的目的。基于这一特征，PDMS微通道可把化学与生物等领域涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本单元集成至一块几平方厘米的微流控芯片上，可取代常规的化学或生物实验室。

利用PDMS微通道的大的表面积/体积比率特征实现化学反应可以在传质、传热、恒温等方面表现出的巨大优势，自面世以来迅速引起相关领域专家的浓厚兴趣和关注。

尽管如此，如何对化学惰性的PDMS通道进行表面修饰是一个亟待解决的关键问题。到目前为止，PDMS微通道的表面可以分为如下几种方法：（1）化学气相沉积，可以有选择的沉积目标分子至微通道表面，但是这种方法对反应条件苛刻，并不适应于所有的材料；（2）共价键修饰，采用接枝聚合是一种有效的修饰PDMS通道表面的方法，比如说光引发聚合可以选择性的修饰高分子于PDMS通道，不过未反应单体的除去需要多次洗涤，这使得这一过程变得复杂；（3）溶胶凝胶法，采用溶胶凝胶法是一种在PDMS通道表面生成无机涂层的方法，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合可以形成三维空间网络结构的凝胶，然后固化制备出分子乃至纳米亚结构的表面涂层，这种方法操作简单，但是仅限定于无机，或者含有无机组分的复合功能材料对PDMS微通道的表面修饰。

发明内容

发明目的：提供一种聚二甲基硅氧烷微通道的表面修饰方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种PDMS微通道的表面修饰方法，包括如下步骤：

步骤1.采用氧气等离子处理PDMS微通道，使其表面具有负电特征；

步骤2.使带正电的高分子进入所述PDMS微通道，在微通道的表面形成一层带正电的高分子层；

步骤3.使带负电的纳微颗粒进入所述PDMS微通道，形成纳微颗粒层。

进一步的，所述步骤1进一步为：采用软刻法制备槽形PDMS微通道，将槽形PDMS微通道与PDMS膜置于氧气等离子腔中，经氧气等离子处理后键合形成四周封闭、两端开口的PDMS微通道。

进一步的，所述步骤2进一步为：配置聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液，并将其引导至PDMS微通道内，使其充满整个PDMS微通道。

进一步的，所述聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液中，氯化钠的浓度为0.1-3mol/L。

进一步的，所述聚丙烯氯化铵的分子量为15kDa~60kDa；所述聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液中，聚丙烯氯化铵的质量分数为0.05%-1%。

进一步的，所述步骤3中的纳微颗粒包括量子点、羧基修饰的贵金属纳米粒子、羧基修饰氧化物纳米粒子和羧基修饰的亚微米微球。

进一步的，所述量子点包括CdTe，CdS和CdSe/ZnS，所述羧基修饰的贵金属纳米粒子中贵金属为Ag，Au或Pt；羧基修饰的氧化物纳米粒子中的氧化物纳米粒子为Fe₃O₄或SiO₂；羧基修饰的亚微米微球包括PS微球、PMMA微球。

进一步的，所述PDMS微通道的表面修饰方法还包括步骤4：

重复步骤2和步骤3若干次。

一种改性PDMS微通道，包括采用氧气等离子法形成于微通道表面的负电特性层，通过静电作用力组装于负电特性层表面的正电高分子层，以及形成于正电高分子层表面的纳微颗粒层。

一种采用上述任一PDMS微通道的表面修饰方法制备的改性PDMS微通道。

有益效果：通过采用正负电荷静电吸引力的方法负载纳微颗粒于PDMS微通道表面，本发明具有简单易操作，无需后处理通道表面的优点，更为重要的是，利用层层组装的特性，可以根据多次的流体注入控制负载纳微颗粒的密度。进一步的，可以利用纳微颗粒丰富的物理化学特征，获得功能化的PDMS微通道，拓展PDMS微通道在微流体领域的应用。

附图说明

图1是本发明的实施流程图。

图2a至图2c为本发明实施例1的SEM显微镜照片。

图3a至图3d为本发明实施例2的SEM显微镜照片。

具体实施方式

如图1所示，本发明PDMS微通道的表面修饰方法的基本步骤如下：