อันดับแรก. PDMS สามารถใช้กับไมโครฟลูอิดิกได้อย่างแน่นอน PDMS หรือที่รู้จักกันในชื่อ polydimethylsiloxane เป็นโพลีเมอร์อินทรีย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการประมวลผลและสร้างต้นแบบของชิปไมโครฟลูอิดิก ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการใช้ในไมโครฟลูอิดิก:
หนึ่ง. ลักษณะของวัสดุ
PDMS มีความยืดหยุ่น ความโปร่งใส และความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก
PDMS สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีของพื้นผิวผ่านการบำบัดด้วยพลาสมาแบบธรรมดา ทำให้ง่ายต่อการพันธะโควาเลนต์กับวัสดุอื่นๆ (เช่น แก้ว) เพื่อสร้างอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกแบบปิดผนึก
สอง. เทคโนโลยีการผลิต
เทคโนโลยีการกัดแบบอ่อนของ PDMS เป็นเทคนิคการผลิตไมโครแฟบริเคชันขนาดเล็กที่เรียบง่าย มีประสิทธิภาพ มีความแม่นยำสูง และต้นทุนต่ำ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการเตรียมชิปไมโครฟลูอิดิกได้
ด้วยเทคนิคการผลิตไมโครแฟบริเคชั่นที่ใช้กันทั่วไป เช่น การพิมพ์หินแบบอ่อนและการเคลือบแบบหมุน ทำให้ PDMS สามารถสร้างลวดลายและจำลองแบบได้อย่างง่ายดายเป็นแม่พิมพ์ที่มีโครงสร้างจุลภาค ดังนั้นจึงผลิตอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกที่มีโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อน
สาม. ฟิลด์แอปพลิเคชัน
อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก PDMS มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในสาขาต่างๆ เช่น การวิจัยทางชีววิทยา การวิเคราะห์ทางเคมี การวิจัยโรคภายนอกร่างกาย และระบบไมโครไฟฟ้าเครื่องกล (MEMS)
ตัวอย่างเช่น ในการวิจัยโรคหลอดเลือดหัวใจ สามารถใช้ PDMS ในการผลิตไมโครชิปเพื่อวิเคราะห์ตัวอย่าง ตลอดจนจำลองการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดหัวใจเพื่อทำความเข้าใจและศึกษาโรคหลอดเลือดหัวใจได้ดีขึ้น
ที่สอง. การใช้โพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) ในอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกมีข้อดีที่สำคัญ ซึ่งส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในด้านต่อไปนี้:
หนึ่ง. ข้อดีของลักษณะวัสดุ
ความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยม:
PDMS มีโมดูลัสยืดหยุ่นที่ดีและสามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการเปลี่ยนรูปของอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน ทำให้มั่นใจในเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์
ความโปร่งใสสูง:
PDMS มีความโปร่งใสสูงในช่วงแสงที่มองเห็นได้ ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการสังเกตพฤติกรรมการไหลของไมโครฟลูอิดิก ในขณะเดียวกัน ความโปร่งใสยังเอื้อต่อการตรวจจับและการสร้างภาพด้วยแสงอีกด้วย
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ:
PDMS มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม และเข้ากันได้กับเนื้อเยื่อชีวภาพ ทำให้เหมาะสำหรับการเตรียมอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกในสาขาชีวการแพทย์
ความคงตัวทางเคมี:
PDMS มีความเสถียรที่ดีในสภาพแวดล้อมทางเคมีต่างๆ และสามารถต้านทานการกัดกร่อนจากกรด เบส และตัวทำละลายอินทรีย์ ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกในระยะยาว
การระบายอากาศ:
PDMS มีความสามารถในการระบายอากาศในระดับหนึ่ง ซึ่งเอื้อต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซและกระบวนการทางชีวภาพ เช่น การเพาะเลี้ยงเซลล์ในอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก
สอง. ข้อได้เปรียบในการแปรรูปและการผลิต
ง่ายต่อการสร้างรูปร่างและทำซ้ำ:
PDMS สามารถสร้างโครงสร้างไมโครแชนเนลที่ซับซ้อนผ่านกระบวนการหล่อและการบ่มแม่พิมพ์อย่างง่าย โดยมีความแม่นยำในการจำลองสูง ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
ต้นทุนต่ำ:
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกอื่นๆ เช่น ซิลิคอน แก้ว ฯลฯ PDMS มีต้นทุนที่ต่ำกว่า ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการลดต้นทุนการผลิตอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก
การผลิตที่รวดเร็ว:
เวลาในการบ่มของ PDMS ค่อนข้างสั้น และกระบวนการบ่มไม่ต้องการสภาวะที่ซับซ้อน เช่น อุณหภูมิสูงหรือแรงดันสูง ดังนั้นจึงสามารถผลิตอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกได้อย่างรวดเร็ว
สาม. ข้อดีการใช้งานและการใช้งาน
ไมโครปั๊มและไมโครวาล์ว:
ด้วยการใช้ความยืดหยุ่นของ PDMS ทำให้สามารถประดิษฐ์อุปกรณ์ควบคุมไมโครฟลูอิดิก เช่น ปั๊มขนาดเล็กและไมโครวาล์ว เพื่อให้สามารถควบคุมระบบไมโครฟลูอิดิกได้อย่างแม่นยำ
การเพาะเลี้ยงเซลล์:
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความสามารถในการระบายอากาศของ PDMS ทำให้เป็นวัสดุซับสเตรตที่เหมาะสำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์ ซึ่งสามารถนำมาใช้สร้างอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกสำหรับการเพาะเลี้ยงเซลล์ได้
การตรวจคัดกรองและทดสอบยา:
อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก PDMS สามารถใช้สำหรับการคัดกรองยาและการตรวจจับชีวโมเลกุลที่มีปริมาณงานสูง ปรับปรุงประสิทธิภาพของการพัฒนายาและการวินิจฉัยโรค
เครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็ก:
อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก PDMS สามารถใช้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็ก ซึ่งช่วยให้เกิดปฏิกิริยาเคมีและการเคลื่อนย้ายสารในระดับจุลภาค ปรับปรุงประสิทธิภาพของปฏิกิริยาและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์
