聚二甲基硅氧晶片是目前國(guó)內(nèi)外研究最多、應(yīng)用的一類(lèi)高分子聚合物芯片。微流體晶片表面問(wèn)題復(fù)雜。， 表面疏水性很高，未處理表面水的接觸角度過(guò)大，清洗片與電泳分離時(shí)，微通道中極易出現(xiàn)氣泡，第二，該芯片的導(dǎo)熱性較差，比玻璃晶片低約五到六倍的導(dǎo)熱性，對(duì)焦耳熱有效散發(fā)極為不利，高分散場(chǎng)的應(yīng)用受到很大限制，再者，微流控芯片是多孔的，被吸附的疏水小分子如其動(dòng)力學(xué)直徑小于芯片微孔直徑，晶片內(nèi)部將會(huì)擴(kuò)散、遷移，這不僅會(huì)導(dǎo)致試樣丟失，還會(huì)引起芯片本身的溶脹性、晶片表面的扭曲和微孔變形;晶片表面是動(dòng)態(tài)變化的,由于晶片上的分子沒(méi)有共價(jià)交聯(lián)，所以分子具有一定的自由度，靠近表面的分子就能改變其分子構(gòu)象，晶片內(nèi)的自由分子能遷移到晶片表面，經(jīng)過(guò)表面修飾后的親水性表面能自動(dòng)恢復(fù)其親水性，從而大大限制了晶片的使用時(shí)間和穩(wěn)定性。在芯片實(shí)驗(yàn)中減少了重復(fù)性。pdms晶片的復(fù)雜表面特性，近年來(lái)已成為限制其廣泛應(yīng)用的主要因素。一直以來(lái)，我們都在努力研究pdms表面特性和表面修飾，尋找種綠色、簡(jiǎn)便、高效的pdms表面修飾技術(shù)，來(lái)構(gòu)建抗生物 污染的pdms芯片?？梢灾鸩浇鉀Q這些問(wèn)題，從而進(jìn)一步改善pdms的表面性能 ，擴(kuò)大pdms芯片的應(yīng)用范圍。下面是最近幾年對(duì)pdms微芯片進(jìn)行表面修飾的研究進(jìn)展。
pdms微流控芯片表面修飾方法主要有高能氧化技術(shù)、動(dòng)態(tài)修飾技術(shù)、本體修飾技術(shù)、溶膠- -凝膠技術(shù)、 層疊組裝修飾、化學(xué)氣相沉積、表面共價(jià)嫁接技術(shù)等。
1、高能量氧化工藝
lee等人利用氧等離子體對(duì)pdms晶片表面進(jìn)行處理，使其表面形成帶負(fù)電的基團(tuán)，然后對(duì)pdms表面進(jìn)行靜電改性，從而有效地抑制pdms表面蛋白的非特異性吸附。pruden等人利用氨等離子體對(duì)pdms晶片表面進(jìn)行處理，通過(guò)控制處理時(shí)間、溫度及等離子體強(qiáng)度，使pdms晶片表面、氨基及亞胺基功能化。
2、動(dòng)態(tài)修整
ocvirk等人通過(guò)改變pdms芯片微通道上對(duì)四基氧化氨(tbac1)和十烷基硫酸鈉(sds)進(jìn)行修飾,以改變其表 面電勢(shì),從而有效控制電滲。對(duì)非離子型表面活性劑tween 20對(duì)pdms芯片微通道進(jìn)行動(dòng)態(tài)修飾。因?yàn)閠ween 20分子內(nèi)部的疏水鏈可以通過(guò)疏水作用來(lái)固定在pdms芯片的微通道表面,而其分子中的p氧乙烯鏈部分可形成親水性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)排布，該方法能較好地抑制電滲流，同時(shí)還能有效地抑制芯片微通道上氨基酸的非特異性吸附,實(shí)現(xiàn)四個(gè)氨基酸的高效、快速分離。
3，本體修整
luo等人將碳煉酸(uda)作為添加劑與液體pdms混合固化，從而制備出本體修飾的pdms芯片,提高分析物的分離效率，并改善峰展。在pdms芯片制造過(guò)程中，肖艷等將聚乳酸聚乙醇作為添加劑加入到pdms芯片預(yù)聚體中，實(shí)現(xiàn)了摻雜改性。研究發(fā)現(xiàn)，本體修飾的pdms芯片表面eof和接觸角均有下降，能有效地抑制pdms蛋白的非特異性吸附，并成功地用于兩種氨基酸的有效分離。
4溶膠單凝膠工藝
bertson和rortlari使用金屬溶膠凝膠法修飾pdms芯片表面 ,其過(guò)程如下:金屬醇鹽(異丙酶)，異丙醇鉻,三異丁釩氧合成氨)是通過(guò)水蒸v擴(kuò)散和修飾pdms晶片通道表面,經(jīng)水解形成穩(wěn)定的金屬氧化物。井且在整個(gè)pdms芯片中均勻分布，不產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)，從而大大提高了pdms芯片微通道表面的親水性。
5層層疊組裝修飾
chen等人利用牛血清白蛋白膜對(duì)pdms芯片進(jìn)行多次組裝修飾 ，使eof的穩(wěn)定性得到提高，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境污染苯二胺、氨酚類(lèi)、神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺和腎上腺素的有效分離，wang在pdms芯片微通道中對(duì)聚烯丙基二甲基氧和聚4-苯乙烯酸鈉鹽進(jìn)行了有效的分離，并對(duì)其進(jìn)行了有效的分離。
6.化學(xué)氣相淀積法
moorcroft研究，pdms晶片經(jīng)過(guò)臭氧或紫外光處理，再通過(guò)氣相沉積技術(shù)在處理后的晶片表面沉積sio2，以實(shí)現(xiàn)微量dna序列的檢測(cè)。另外，larger等人將聚五氟和對(duì)位二相沉積在pdms芯片表面，實(shí)現(xiàn)了對(duì)細(xì)胞的捕捉，并有效地抑制了羅丹明b在晶片表面的非特異性吸附。
7.表面共價(jià)嫁接
hu等人在pdms芯片微通道上嫁接了丙烯酸、酞胺、二甲基酞、聚(乙烯基乙二醇)丙烯酸酯和聚(乙烯基乙醇甲 氧基丙烯酸脂等，使晶片通道表面變得親水性，并保持30小時(shí)左右。tseng等通過(guò)使用h20 :的氧化反應(yīng)和硅烷化處理pdms芯片表面,可以成功地修飾具有氨基的pva。修飾的pdms芯片表面具有長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性，可以應(yīng)用于生物分子的固定，抑制蛋白的非特異性吸附。
8.微珠修飾技術(shù)
陳等人提出了一種在pdms晶片微通道中修飾硅顆粒的新方法 ，這種微粒可以將酶、蛋白質(zhì)等生物大分子固定在晶片通道表面，使之集成和系統(tǒng)研究。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)pdms表面修飾的研究較多，但各種修飾方法名有其優(yōu)缺點(diǎn)，例如,動(dòng)態(tài)修飾技術(shù)可以簡(jiǎn)便快速地減少分析物在pdms微道表面的非特異性吸附。但這種動(dòng)態(tài)修飾層在電泳分離時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些損失，因而穩(wěn)定性較差。盡管化學(xué)共價(jià)修飾可以改善修飾層的穩(wěn)定性，但是，在修飾過(guò)程中往往很繁瑣，有些需要很長(zhǎng)時(shí)間。有些需要使用有機(jī)或有毒試劑，由于pdms芯片易溶于有機(jī)試劑，造成微通道的扭曲變形因此大大限制了其在生化分析中的應(yīng)用范圍。
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標(biāo)簽: 微流控芯片