[发明专利]PDMS基底的表面修饰方法和微流控装置

说明书

本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种聚二甲基硅氧烷Polydimethylsiloxane(PDMS)基底的表面修饰方法和微流控装置。该PDMS基底的表面修饰方法，包括如下步骤：提供PDMS基底；将所述PDMS基底置于硅油中，进行静置浸润处理。该表面修饰方法直接将PDMS基底置于硅油中静置浸泡，使得硅油可以更好地浸润在PDMS基底内。该方法对PDMS基底材料能够产生表面修饰作用，修饰后的PDMS基底具有很好的疏水性，而且材料结构性能稳定、表面光滑，特别是对血液具有很好的抗污染能力。因此该技术在血液分析领域中具有很好的应用。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种PDMS基底的表面修饰方法和微流控装置。

背景技术

近年来，微流控技术的发展迅速，在许多传统学科，如分子生物学，药物开发，医学诊断学和材料科学中的到了应用，革新了传统技术。但是目前，微流体通道的特异性吸附问题，即流体成分不可逆地粘附在通道表面，仍然是基于PDMS材料的微流控芯片尚未解决的问题。正是由于基于PDMS的微流控装置材料的非特异性吸附问题，限制了其在血浆和全血样品中的应用。通道表面的吸附问题会引起一系列血液凝固和血栓形成，阻塞通道并破坏芯片正常功能，增加污染的风险，增加清洁和操作的成本。因此，大多数基于PDMS的微流控装置应用在血液分析中需要稀释全血样本。诸如氟橡胶弹性体、注入液体的多孔材料和聚四氟乙烯已被用作以PDMS为基质的微流控装置的替代物，以便减少有限应用的污染。物理的和化学的改性方法也进行了研究，以改进防污性能的短期稳定性和复杂的制造工艺。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)由于其成本较低，生物兼容性强，透明透气而成为在学术实验室中使用的最普遍的微流体基材。PDMS材料在正常情况下是疏水性的，因此可以通过疏水性相互作用发生非特异性吸附。PDMS芯片的应用受到该特性的严重限制：(i)分子(特别是大生物分子)在其表面上的吸附效果明显；(ii)将非极性和弱极性分子吸收到PDMS本体中；(iii)将大分子PDMS中的小分子浸出到溶液中；(iv)与有机溶剂不相容。因此，当需要定量分析(试剂粘附到通道壁上和扩散到PDMS空隙中)或者涉及有机溶剂时，需要特别注意。

TEFLON(特氟龙)微流控显示出对各种化学品的良好惰性和对所有溶剂的耐腐蚀性。但是，非特异性吸附问题依然存在，尤其是生物分子。另外TEFLON材料的微流控芯片的制备成本较高，工艺繁琐，不利于该技术的推广。通过甲基丙烯酸甲酯的聚合形成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以其商品名Plexiglas和Lucite广为人知。PMMA模型可以通过热压成型或注塑成型而形成，并已经证明了几种不同的结合形成微流控通道的方法。然而PMMA的表面电荷是负的，溶液中的带电分子会有静电吸附。

由于聚乙二醇(PEG)的掺入可能有助于减少蛋白质和细胞的非特异性吸附，我们可以使用具有抗小分子渗透性和非特异性蛋白质吸附超时的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)材料来构建微流体。然而尽管PEG涂层通常能成功地抑制蛋白质的非特异性吸附，但是它们可能会引起不良的二次反应。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种快捷方便的PDMS基底的表面修饰方法和微流控装置，旨在解决现有以PDMS为基底的微流控装置具有一定程度的非特异性吸附，从而限制了其在处理血浆和全血样品中应用的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种PDMS基底的表面修饰方法，包括如下步骤：

提供PDMS基底；

将所述PDMS基底置于硅油中，进行静置浸润处理。