不同材质微流控芯片的加工工艺

微流控芯片又称芯片实验室（Lab on a chip）是通过精细加工技术加工微纳尺度通道网络，将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块几个平分厘米的芯片上，以可控流体贯穿整个系统，用以替代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台。微结构是微流控芯片的核心部分，常用的芯片材质有PDMS、PMMA、玻璃等，不同材质芯片制备解决方案不同。

PDMS芯片：又称硅橡胶，是众多聚合物中用得较多的一种。能透过250nm以上的紫外与可见光；耐用、有一定的化学惰性；无毒、廉价；能可逆和重复变形而不发生永久性破坏；能用模塑法高保真地复制微流控芯片；芯片微通道表面可进行多种改性修饰；它不仅能与自身可逆结合（或不可逆），还能与玻璃、硅、二氧化硅和氧化型多聚物可逆结合（或不可逆）。PDMS芯片微结构尺寸取决于其注塑模具，普通紫外光刻工艺加工的尺寸最细可到2um，由于PDMS芯片材质的透气性、透光性和生物相容性，常用于生命科学领域。

PDMS微流控芯片制备示意图如下：

PMMA芯片：PMMA硬质塑料芯片微结构尺寸取决于其注塑模具或者铣刀，PMMA等硬质塑料芯片由于其优良的光学、机械性能和生物相容性，常用于无机水溶剂微流处理的各种领域，比如微流混合芯片。

PMMA芯片制备示意图如下：

玻璃芯片：玻璃芯片由于其优良的光学性能、机械性能和化学稳定性，除了可用于生命科学领域之外，也可用于化学分析应用。

玻璃微流控芯片制备示意图如下：

硅片：硅具有良好的化学惰性和热稳定性。单晶硅生产工艺和微细加工技术已趋成熟，在半导体和集成电路上得到广泛应用。在硅片上使用光刻和蚀刻方法高度精度地复制出二维图形，即使是复杂的三维结构，也可以通过微加工技术获得。由于硅材料有良好的光洁度和成熟的加工工艺，常用作制作微流控芯片时的模具。