微流控芯片等離子處理的原理
文章導讀：等離子體處理可以在材料表麵形成烴基或氧化物等官能團，這些官能團可以改變材料表麵的潤濕性。例如，PDMS材料通過等離子處理可以增加其表麵能量，使其從疏水轉變為親水。
微流控芯片等離子處理的原理是通過等離子體中的活性粒子與芯片表麵發生化學反應，改變芯片表麵的化學性質，從而達到所需的親水或疏水效果。具體來說，等離子體處理可以在材料表麵形成烴基或氧化物等官能團，這些官能團可以改變材料表麵的潤濕性。例如，PDMS材料通過等離子處理可以增加其表麵能量，使其從疏水轉變為親水。
不同材料等離子處理的具體效果
PMMA和玻璃：通過等離子處理，PMMA和玻璃的表麵可以形成烴基，達到疏水效果。然而，這種疏水性具有一定的時效性，容易受到環境影響。
PDMS：通過氧等離子體處理，PDMS表麵可以引入親水性質的-OH基團，使其表麵變得親水。這種處理方式在微流控芯片製備中常用於鍵合PDMS與其他基材。
化學作用
如果引入反應性氣體（如氧氣、氮氣等），被等離子體活化的芯片表麵會與反應性氣體發生複雜的化學反應，從而產生新的活性基團。例如，使用氧等離子體處理 PDMS（聚二甲基矽氧烷）時，PDMS 表麵附近的單體 O-Si（CH₃）₂會轉化為羥基（-OH）。玻璃表麵含有大量 Si-O 鍵，經氧等離子處理後，Si-O 鍵被打斷，形成大量 Si 懸掛鍵，Si 懸掛鍵再吸收空氣中的 - OH，形成 Si-OH 鍵。當處理後的 PDMS 與玻璃表麵相貼合時，兩表麵的 Si-OH 之間會發生反應，形成牢固的 Si-O 鍵，實現不可逆鍵合。
表麵形貌改變
在等離子體處理過程中，由於離子對材料表麵的刻蝕作用，芯片表麵會形成凹凸狀的凸起或微細坑窪，增大了樣品的比表麵積，從而提高固體表麵的潤濕性能和表麵活性，有利於後續的鍵合、塗層沉積等操作。
等離子處理在微流控芯片中的應用實例
等離子處理在微流控芯片中的應用非常廣泛。例如，通過等離子處理可以使PDMS表麵變得親水，從而更好地與其他材料鍵合，提高微流控芯片的密封性和穩定性。此外，等離子處理還可以用於改善微流控芯片中的液體分布均勻性，提高芯片的性能和可靠性。
PMMA和玻璃：通過等離子處理，PMMA和玻璃的表麵可以形成烴基，達到疏水效果。然而，這種疏水性具有一定的時效性，容易受到環境影響。
PDMS：通過氧等離子體處理，PDMS表麵可以引入親水性質的-OH基團，使其表麵變得親水。這種處理方式在微流控芯片製備中常用於鍵合PDMS與其他基材。
化學作用
如果引入反應性氣體（如氧氣、氮氣等），被等離子體活化的芯片表麵會與反應性氣體發生複雜的化學反應，從而產生新的活性基團。例如，使用氧等離子體處理 PDMS（聚二甲基矽氧烷）時，PDMS 表麵附近的單體 O-Si（CH₃）₂會轉化為羥基（-OH）。玻璃表麵含有大量 Si-O 鍵，經氧等離子處理後，Si-O 鍵被打斷，形成大量 Si 懸掛鍵，Si 懸掛鍵再吸收空氣中的 - OH，形成 Si-OH 鍵。當處理後的 PDMS 與玻璃表麵相貼合時，兩表麵的 Si-OH 之間會發生反應，形成牢固的 Si-O 鍵，實現不可逆鍵合。
在等離子體處理過程中，由於離子對材料表麵的刻蝕作用，芯片表麵會形成凹凸狀的凸起或微細坑窪，增大了樣品的比表麵積，從而提高固體表麵的潤濕性能和表麵活性，有利於後續的鍵合、塗層沉積等操作。
等離子處理在微流控芯片中的應用實例
等離子處理在微流控芯片中的應用非常廣泛。例如，通過等離子處理可以使PDMS表麵變得親水，從而更好地與其他材料鍵合，提高微流控芯片的密封性和穩定性。此外，等離子處理還可以用於改善微流控芯片中的液體分布均勻性，提高芯片的性能和可靠性。
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