等离子处理,轻松搞定PMMA、玻璃基材的微流控芯片疏水

我们知道，等离子表面处理可用于高分子材料、复合材料、金属、陶瓷、纤维等材料的表面清洗、活化和刻蚀等工艺，以提高材料的表面能与附着力，改善其粘接性、可印刷性、色牢度等，这主要是因为等离子体在材料表面形成了羧基、羟基等亲水性基团。微流控芯片作为微流控技术的重要载体，经常会用到PMMA和玻璃两种材料，其对表面的亲疏水性都有着较高的要求。今天我们普乐斯的小伙伴给大家展示的是这两种材料的微流控芯片等离子疏水处理，供参考。

微流控芯片现如今在生物、化学和医学分析上已得到广泛应用，其主体结构由上下两层片基组成，包括微通道，微结构、进样口，检测窗等结构单元构成。PMMA（亚克力，也叫有机玻璃）、玻璃等由于成本低廉，性质稳定经常被用来制作微流控芯片。一般来讲，水包油液滴微流控芯片往往要求亲水表面，油包水液滴微流控芯片往往要求疏水表面。正常情况下，PMMA和玻璃的水滴接触角都小于90°，表现出良好的亲水特性；如果想要有疏水的表面，即水滴接触角都大于90°，就需要进行疏水处理。

1、PMMA和玻璃采用化学溶液处理方式形成疏水表面

传统的疏水处理方法是将用于表面修饰的化学溶液灌注到PMMA和玻璃材质的微流控芯片的流道内，经过给定的反应条件和反应时间，再使用压缩气体将反应后的液体吹出，这种方法虽然可以将微流控芯片的表面变得疏水，但是只能逐个微流道进行处理，效率较低，不适合微流控芯片的大规模生产。

2、PMMA和玻璃采用等离子处理方式形成疏水表面

常规的等离子体处理方法是将PMMA和玻璃材质的微流控芯片表面进行等离子体改性，在材料表面形成烃基以达到疏水处理的效果，但是暴露的烃基具有一定的时效性，受环境影响比较大，很容易被空气中的电荷和灰尘等破坏，因此仅仅靠等离子改性后的表面疏水稳定性维持的时间比较短；如果想要保持长久的时效性，就需要在PMMA和玻璃表面做等离子聚合处理，因涉及工艺秘密，此处从略。

3、PMMA和玻璃等离子处理前后水滴角的变化对比

3-1 PMMA材料未经等离子处理的水滴角为76°；经过等离子处理后的水滴角增加到102°，由亲水变为疏水。对比图如下

3-2 干净的玻璃亲水性本来就比较好，水滴初始角为23°；经过等离子处理后水滴角的变化非常明显，提升到101°，原本平铺的水滴变成了水珠。对比图如下

经过等离子处理的PMMA和玻璃材质的微流控芯片，放置7天后的水滴接触角几乎没有什么变化，测试下来都维持在100°以上，疏水的时效性理论上可以超过1年，具体变动主要与等离子处理工艺和存放环境有关。

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