PDMS芯片的優點

在眾多高聚物微流控芯片中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控芯片是應用范圍最廣的芯片之一。PDMS以其獨特的優勢在微流控芯片中得到應用：材料廉價、易得；材料可加工性、成型性好，可以通過快速模塑法制作不同通道形狀的微流控芯片；可以透過240 nm以上波段的紫外、可見光，適合各種光學檢測；不透水，不溶于水和常見電泳緩沖液；可以透過空氣，對細胞無毒，適合生物樣品檢測；表面能低，容易和其他材料進行可逆或者不可逆鍵合；有良好的絕緣性，良好的散熱性能，適于電泳分離；材料表面易于進行改性，適合不同要求的生物樣品分析檢測；容易質譜等其他分析檢測技術聯用。

PDMS芯片的缺陷

PDMS材料在性能上也有一些缺陷：表面疏水，緩沖液很難注入，表面吸附作用強，需進行表面改性和修飾才能進行應用；導熱性差，導熱系數比玻璃低8-10倍，不利于焦耳熱的散失，限制了單位長度上的場強；PDMS材料的彈塑性定了它的微結構不像其他剛性材料的結構那樣的穩定。 

由于PDMS材料具有高度疏水性，對生物分子特別是大分子蛋白具有強烈的非特異性吸附。在樣品分離時，由于吸附作用容易產生嚴重的拖尾、蛋白質分離失敗、失活的現象，嚴重限制了PDMS在微流控芯片領域的應用。

蛋白質在材料表面的吸附和脫附過程

PDMS芯片表面改性

由于PDMS表面具有高度疏水性、對大分子蛋白質有較強的吸附作用，因而尋找一種有效的PMDS表面改性方法是尤為重要的。 

高分子材料改性方法 ,  按改性范圍可分為：表面修飾法、整體修飾法，其中表面修飾法使用的最為廣泛，細分為物理修飾法、化學修飾法兩大類。

1、物理修飾法 

物理修飾法采用高能物質作用于PDMS表面，以改變PDMS表面化學的組成性質、或是在PDMS材料表面沉積一層新材料。主要方法包括等離子體處理、紫外光（UV）照處理、紫外光照加臭氧（UVO）處理、及激光處理等。采用這些方法進行PDMS表面處理，操作簡單，能在PDMS表面生成羥基等親水性基團而使其親水性、電滲流特性得到明顯的改善。但是物理改性的最大缺點是，改性后的表面性質會隨著使用或放置時間的增加而逐步退化，其原因為PDMS中未固化交聯的單體向表面擴散，導致表面接枝層密度減小。另外，物理改性需要等離子體發生器、紫外光源等設備，有些還比較昂貴。特別要指出的是：通過等離子體和紫外光處理后，兩片PDMS之間可以形成不可逆的封接，對于改善PDMS的封接強度非常有效。

2、化學修飾法 

化學修飾法可分為：濕法修飾和通過共價鍵結合的表面接枝法。 

所謂濕法修飾即直接使待修飾溶液接觸PDMS表面，使擬修飾到PDMS表面的組份通過物理吸附或靜電等作用力被吸附于PDMS表面。常見的濕法修飾有層層自組裝（layer-by-layer（LBL）deposition）、溶膠凝膠包被、動態表面活性劑修飾及蛋白吸附等。這類修飾方法的共同特點是：修飾方法總體較為簡單。但是由于PDMS表面與修飾層之間并非依靠共價化學鍵連接，所以修飾層的穩定性欠佳，容易隨使用時間的增加而流失。 

通過共價鍵結合的表面改性是通過化學反應使修飾層以共價鍵鍵合于PDMS表面。如果修飾層也是一類高聚物，這樣的表面修飾也稱為表面接枝。這類修飾方法的最大優勢是修飾層穩定，改性后的表面性質保持時間長，是PDMS芯片化學修飾比較常用的方法。但是相比于濕法修飾，該方法操作比較復雜，難度也比較大。