液滴微流控中等離子體表面改性環(huán)烯烴共聚物（COC）

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時間：2022-06-24

導讀：環(huán)烯烴共聚物（COC）因其優(yōu)越的光學透明度、耐化學性、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。

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科交叉技術(shù)與科學。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）、細胞培養(yǎng)、環(huán)境檢測、食品科學等重要領(lǐng)域。而微流控裝置的設(shè)計與制造，是微流控技術(shù)進一步發(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，因為具有高透明性、高光澤、高剛性、高強度、優(yōu)良的生物適應(yīng)性和化學惰性等優(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。

由于等離子體的方向性不強，高真空度下可以深入到微小孔道內(nèi)形成均勻的納米級涂層。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度。然后再對鍵合后的芯片進行氟化處理，微通道可達到甚至超越材料本身的疏水性，滿足芯片的功能要求。