3)本体掺杂
PDMS固化过程中会形成微孔,这些微孑L可以吸收容纳一些其他分子。利用这一性质,可以在PDMS预聚物中引入特殊分子,使这些分子与裸露在外的PDMS表面基团相结合,从而改变PDMS的表面性能。Huang等在PDMS预聚物中加入非离子表面活性剂DDM,它的疏水基连接PDMS,亲水基连接生物素分子如Bio—DOPE。在缓冲液中特定的生物素分子可以偶联特定的蛋白质,从而达到固定蛋白和消除PDMS表面非特异性吸附的目的。
4)共价偶联
林秉承等。对氧等离子体改性方法进行了改进,将环氧修饰的亲水性聚合物直接共价偶联到芯片表面。具体步骤为:首先,用等离子体活化PDMS表面,产生大量的硅烃基;其次,将环氧修饰的亲水性聚合物快速吸附在PDMS表面;最后,通过加热使聚合物分子中的环氧基团与PDMS表面羟基交联,从而将亲水性聚合物偶联到芯片表面。共价偶联改性过程可在30min内完成,表面聚合物涂层可以完全抑制电渗流,减少蛋白质样品吸附。
5)聚合诱导接枝
用紫外光直接照射单体溶液,可以在PDMS表面接枝亲水性的化合物,达到表面改性的目的。常用的接枝化合物有聚丙烯醇、聚乙二醇等,表面接枝反应溶液的组成需要严格控制,同时必须添加一定量高碘酸钠和苯甲醇,以提高单体向芯片表面扩散的效率,抑制溶解氧对聚合反应的淬灭作用。Hu等将此方法改进,预先在PDMS表面吸附了二苯甲酮等引发剂,这样就不必在单体溶液中再添加光敏剂,聚合的时间也缩短至几分钟。
6)吸附—交联
将一些可用于动态吸附的物质加以交联,能够增加它们与PDMS表面的附着力,提高表面改性质量。林秉承等建立了多层聚乙烯醇表面改性方法。主要步骤为:在氧等离子体快速活化的PDMS芯片表面,多次循环吸附聚乙烯醇,加热交联多层聚乙烯醇涂层。结果表明:①未经氧等离子体活化的PDMS芯片表面不能有效吸附聚乙烯醇;②而在氧等离子体活化的PDMS芯片表面,88%水解的聚乙烯醇涂层效果优于100%水解的聚乙烯醇;③重复涂层三次为最佳。这种涂层表面能有效抑制电渗,可用于蛋白质和核酸的分离检测。
5.1.4DMS微纳器件封合方法
PDMS器件的封合分为不可逆封合和可逆封合。
5.1.4.1不可逆封合
不可逆封合是指PDMS基片与盖片之间实现了永久封合,不能再剥离开。最常用的不可逆封合方法是等离子体/紫外辅助封合。采用等离子体/紫外辅助封合PDMS不需要施加很高的温度、电压或压力,操作简单,成本低廉。通过等离子体轰击或紫外光照射,PDMS表面的甲基转变为硅烷醇基。封合过程中,PDMS基片表面的硅烷基将与另一片上的其他基团结合,形成共价键,从而实现永久封合,采用等离子辅助封合的PDMS—PDMS不可逆封合强度约为413kPa。
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