薯条和小费

杰西·格林纳Wei LiDan Voicu和Eugenia Kumacheva
化学系，新利手机客户端多伦多大学80圣乔治街，多伦多，安大略，加拿大

为什么这个有用？

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与PDMS芯片的典型流体连接包括插入穿孔入口的管道，用胶水固定住，例如，固化的环氧树脂胶。由于胶水与PDMS的粘附力较弱，这些连接可能在低压下失效。此外，如果将管子向右推至通道底部，将管子直接插入入口可能会影响流量。从而增加水动力阻力。这对于由PDMS薄层制成的微芯片来说尤其是一个问题。此外，即使进口处流体阻力的细微变化也会影响压力驱动源的流量，或导致通过进口的流量差，而进口是由单一来源驱动的歧管提供的。

upchurch设计了一种由聚合物PEEK制成的低流阻芯片连接系统，称为纳米端口，可通过螺纹螺母和套圈系统轻松适应新的进料。该器件设计为一个一次性端口，通过在芯片底部使用一个粘合环的永久性粘合剂将其密封在芯片上。粘合环不能很好地粘附在未经处理的PDMS上，但据报道，对完全固化的PDMS表面进行等离子处理，以增强纳米孔/粘合环组件与PDMS之间的粘合力[2]该技术具有能够处理30-50 psi之间的工作压力的优势。但由于胶圈的一次性使用而受到影响。对于PDMS芯片的连接，upchurch建议在微芯片固化过程中将纳米端口嵌入到PDMS中。这项技术并不理想，因为密封表面区域仅限于纳米端口的底部，而PDMS的半固化状态不利于形成牢固的结合。其他组织也制造了自己的，低成本PDMS连接器，在低压应用中，这可能是纳米端口的一种方便替代品。

本技巧回顾了一种替代方法；将纳米端口封装在先前固化的PDMS微芯片表面的PDMS中。好处包括纳米端口的可重用性（将其从PDMS封装中解放出来之后）和更高的可用压力范围（我们确定可以达到高达85 psi）。这种技术可以很容易地适用于任何与PDMS形成牢固结合的材料的芯片。包括玻璃和聚碳酸酯。

我需要什么？

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• PDMS Sylgard 184硅橡胶基固化剂（道康宁）
• upchurch纳米端口组件
• PDMS表面氧化等离子体清洗系统
• 热源（对流炉）
• 一根3 cm长的管子，每个入口的外径为1.59 mm（1/16英寸）。
• 刀或2条大小不同的软木蛀虫,其中最小值应至少为1.0 cm（我们使用直径为1.7 cm和1.0 cm的管道）

我该怎么办？

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1。准备PDMS芯片，确保将直径约为1.5 mm的检修孔冲入表面。

2。冲压或制造厚度不小于5 mm的PDMS环。

三。将1/16英寸OD管插入入口孔，以阻止PDMS进入设备。

4。将PDMS环以PDMS芯片上的入口孔为中心进行等离子连接（我们在600米处使用90秒）。这是用于以下步骤的液体PDMS的储液罐。

5。在储液罐底部涂上小于1 mm的液体PDMS，然后将纳米端口底座放在PDMS储液罐的油管上。确保在这一阶段，在为O型环设计的凹槽中，纳米孔底部没有气泡，我们不用于此应用程序。这可以通过旋转储液罐内液体PDMS中的油口底座，同时在油管周围轻轻地上下滑动，使空气逸出来实现。真空脱气也可能起作用。

6。用PDMS填充储液罐，小心不要进入纳米孔的螺纹区域或管道内部，以及热固化（我们在74℃下使用了4小时）。

7。固化后，将管从入口拔出。如果任何PDMS泄漏到纳米端口底座的螺纹部分，可以使用镊子或反复连接和断开底座的外螺纹对应件（螺母）来移除。用压缩空气清除碎屑。

8。将螺母和套圈（或锥形螺母）连接到1/16 OD管道上，连接到纳米端口底座，向芯片供应液体或气体。

我还应该知道什么？

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在这个例子中，我们将此技术应用于在PDMS微芯片上安装纳米端口。理论上，其他基质可以从这项技术中获益，只要它们可以通过等离子体处理与PDMS结合。或者用液体PDMS固化。也，pdms环为液体pdms提供了一个防漏储液罐，当通过等离子处理粘贴到表面时，该储液罐会产生干净的表面光洁度。然而，也可以通过在两个环之间固化一层薄薄的液体PDMS将环粘在表面上，虽然表面看起来不太好。

我们的压力测试探讨了纳米端口和PDMS之间的结合强度。因此，用一块平板PDMS基板代替具有通道结构的微芯片。通过逐渐增加向纳米孔组件供应惰性气体（N2）的压力，确定在每种情况下，失效发生在其底部和PDMS基板顶部之间。在我们的测试中,故障发生在40至85 psi之间。理论上，该组件将受益于PDMS/纳米端口组件和PDMS芯片之间的更多接触区域。更广泛的PDMS水库可以实现这一点，尽管必须调整入口间距，以考虑到每个入口上更大的组装足迹。此外，改变硅酮弹性体与固化剂的比例和/或在尚未完全固化或刚进行等离子体处理的表面上实施该技术也可能有助于加强这种结合。在之前的测试中使用的相同的纳米端口被连接到一个工作的微流控芯片上，并受到不断增加的气体压力的影响。在这种情况下，在可重复使用的纳米端口连接失败之前，芯片本身被分离了。

工具书类

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〔1〕 http://www.upchurch.com/pdf/i-cards/n4.pdf
〔2〕C科赫JInglev.诉Remcho 将upchurch®纳米端口连接到PDMS，芯片和技巧( 芯片实验室）2008年2月12日。
〔3〕SMohantyd.J毕比和G.曼辛 宏-微流体接口用PDMS连接器，芯片和技巧( 芯片实验室）2006年10月23日。