Pdms微通道的表面修饰方法及改性pdms微通道的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料改性方法，尤其是聚二甲基硅氧烷(PDMS)微通道的表面修饰方法，以及通过该方法获得的改性PDMS微通道。
【背景技术】
[0002]聚二甲基硅氧烷(PDMS)微通道是指基于软刻的方法所制备PDMS功能性高分子流体通道。由于PDMS单体可低温聚合、热稳定性高、优良的光学特性、良好的绝缘性、以及化学惰性等特征，PDMS微通道广泛的应用于微流体研究领域，达到可操纵流体的目的。基于这一特征，PDMS微通道可把化学与生物等领域涉及的样品制备、反应、分离、检测等基本单元集成至一块几平方厘米的微流控芯片上，可取代常规的化学或生物实验室。
[0003]利用PDMS微通道的大的表面积/体积比率特征实现化学反应可以在传质、传热、恒温等方面表现出的巨大优势，自面世以来迅速引起相关领域专家的浓厚兴趣和关注。
尽管如此，如何对化学惰性的PDMS通道进行表面修饰是一个亟待解决的关键问题。到目前为止，PDMS微通道的表面可以分为如下几种方法:(I)化学气相沉积，可以有选择的沉积目标分子至微通道表面，但是这种方法对反应条件苛刻，并不适应于所有的材料；(2)共价键修饰，采用接枝聚合是一种有效的修饰PDMS通道表面的方法，比如说光引发聚合可以选择性的修饰高分子于PDMS通道，不过未反应单体的除去需要多次洗涤，这使得这一过程变得复杂；(3)溶胶凝胶法，采用溶胶凝胶法是一种在PDMS通道表面生成无机涂层的方法，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合可以形成三维空间网络结构的凝胶，然后固化制备出分子乃至纳米亚结构的表面涂层，这种方法操作简单，但是仅限定于无机，或者含有无机组分的复合功能材料对PDMS微通道的表面修饰。
【发明内容】
[0004]发明目的:提供一种聚二甲基硅氧烷微通道的表面修饰方法，以解决现有技术存在的上述问题。
[0005]技术方案:一种PDMS微通道的表面修饰方法，包括如下步骤:
步骤1.采用氧气等离子处理PDMS微通道，使其表面具有负电特征；
步骤2.使带正电的高分子进入所述PDMS微通道，在微通道的表面形成一层带正电的高分子层；
步骤3.使带负电的纳微颗粒进入所述PDMS微通道，形成纳微颗粒层。
[0006]进一步的，所述步骤I进一步为:采用软刻法制备槽形PDMS微通道，将槽形PDMS微通道与PDMS膜置于氧气等离子腔中，经氧气等离子处理后键合形成四周封闭、两端开口的PDMS微通道。
[0007]进一步的，所述步骤2进一步为:配置聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液，并将其引导至PDMS微通道内，使其充满整个PDMS微通道。
[0008]进一步的，所述聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液中，氯化钠的浓度为0.l-3mol/Lo
[0009]进一步的，所述聚丙稀氯化钱的分子量为15kDa~60kDa ;所述聚丙稀氯化钱的氯化钠水溶液中，聚丙烯氯化铵的质量分数为0.05%_1%。
[0010]进一步的，所述步骤3中的纳微颗粒包括量子点、羧基修饰的贵金属纳米粒子、羧基修饰氧化物纳米粒子和羧基修饰的亚微米微球。
[0011]进一步的，所述量子点包括CdTe，CdS和CdSe/ZnS，所述羧基修饰的贵金属纳米粒子中贵金属为Ag，Au或Pt ;羧基修饰的氧化物纳米粒子中的氧化物纳米粒子为Fe3O4或S12;羧基修饰的亚微米微球包括PS微球、PMMA微球。
[0012]进一步的，所述PDMS微通道的表面修饰方法还包括步骤4:
重复步骤2和步骤3若干次。
[0013]一种改性PDMS微通道，包括采用氧气等离子法形成于微通道表面的负电特性层，通过静电作用力组装于负电特性层表面的正电高分子层，以及形成于正电高分子层表面的纳微颗粒层。
[0014]一种采用上述任一 PDMS微通道的表面修饰方法制备的改性PDMS微通道。
[0015]有益效果:通过采用正负电荷静电吸引力的方法负载纳微颗粒于PDMS微通道表面，本发明具有简单易操作，无需后处理通道表面的优点，更为重要的是，利用层层组装的特性，可以根据多次的流体注入控制负载纳微颗粒的密度。进一步的，可以利用纳微颗粒丰富的物理化学特征，获得功能化的PDMS微通道，拓展PDMS微通道在微流体领域的应用。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施流程图。
[0017]图2a至图2c为本发明实施例1的SEM显微镜照片。
[0018]图3a至图3d为本发明实施例2的SEM显微镜照片。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本发明PDMS微通道的表面修饰方法的基本步骤如下:
步骤1.采用氧气等离子处理PDMS微通道，使其表面具有负电特征；
步骤2.使带正电的高分子进入所述PDMS微通道，在微通道的表面形成一层带正电的高分子层；
步骤3.使带负电的纳微颗粒进入所述PDMS微通道，形成纳微颗粒层。
[0020]从该实施例可以看出，由于PDMS微通道与带电的纳微颗粒间存在静电吸引作用力，纳微颗粒可以自动的吸附于通道表面，其纳微颗粒的负载密度可以根据实际需要施以一次或者多次的静电组装。因此本发明开辟了一种通用性强的PDMS微通道表面修饰手段。
[0021]在进一步的优选实施例中，所述步骤I进一步为:采用软刻法制备槽形PDMS微通道，将槽形PDMS微通道与PDMS膜置于氧气等离子腔中，经氧气等离子处理后键合形成四周封闭、两端开口的PDMS微通道。一般来说，微通道的宽度5-5000微米，高度10-500微米，长度1-5000毫米。经氧气等离子处理后，微通道表面呈现亲水并带有负电的特性，可以认为该表面形成了一个负电层。
[0022]在进一步的优选实施例中，所述步骤2进一步为:配置聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液，并将其引导至PDMS微通道内，使其充满整个PDMS微通道。所述聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液中，氯化钠的浓度为0.l-3mol/Lo将溶液引导至PDMS微通道中的方法较多，例如可以采用注射栗将聚丙烯氯化铵溶液注入PDMS微通道。溶液的停留时间不小于I分钟，聚丙烯氯化铵与PDMS通道反应后，获得表面带正电的PDMS微通道。
[0023]进一步的，对聚丙烯氯化铵的参数进行优选:所述聚丙烯氯化铵的分子量为15kDa~60kDa;所述聚丙烯氯化铵的氯化钠水溶液中，聚丙烯氯化铵的质量分数为0.05%-1%0
[0024]在进一步的优选实施例中，所述步骤3中的纳微颗粒包括量子点、羧基修饰的贵金属纳米粒子、羧基修饰氧化物纳米粒子和羧基修饰的亚微米微球。所述量子点包括CdTe，CdS和CdSe/ZnS，所述羧基修饰的贵金属纳米粒子中贵金属为Ag，Au或Pt ;羧基修饰的氧化物纳米粒子中的氧化物纳米粒子为Fe3O4或S1 2;羧基修饰的亚微米微球包括PS微球、PMMA微球。其中，PMMA为甲基丙烯酸甲酯，PS为聚苯乙烯。
[0025]在进一步的优选实施例中，所述方法还包括步骤4:重复步骤2和步骤3若干次。
[0026]从上述描述可知:本发明的改性PDMS微通道，包括采用氧气等离子法形成于微通道I表面的负电特性层2，通过静电作用力组装于负电特性层表面的正电高分子层3，以及