基于聚合物的芯片实验室概念的微制造工艺开发,应用于减弱总反射里埃变换,红外光谱电化学

科学领域:

• 微流体学 微流体学
• 在芯片上的实验室 (LoC) 设备.
• 聚合物微型制造中的聚合物.
• 频谱学是一种光谱学.
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 实验室芯片 (LoC) 设备中的微电机系统 (MEMS) 越来越多地使用聚合物,因为它们具有可调性特性,表面功能化以及与微/纳米图案兼容性.
• 将金属,陶和等多种材料与用于电极和其他功能的聚合物集成,需要先进的制造方法.
• 现有的方法往往需要适应或新的发展,以实现混合模式和复合材料集成到LoC设备中.

研究的目的:

• 为芯片实验室 (LoC) 设备开发微制造工艺概念,将减弱总反射里埃变换红外光谱学 (ATR-FTIR) 和电化学集成在一起.
• 为了实现空间分辨的化学灵敏度和选择性,用于检测在流动反应期间的化学分布.
• 展示一个模块化制造概念,用于先进的LoC设备功能.

主要方法:

• 在SUEX中使用直接写入和软接触紫外线光刻法,对聚甲基氧 (PDMS) 弹性体流体结构进行干燥抵抗.
• 用氧等离子体,APTES和NOA 73进行PDMS的表面功能化,用于基板粘合.
• 通过提升和喷射技术,开发了用于ATR-FTIR (IRE) 和金电极的化涂层晶片的双面图案.
• 实现了定制真空定位和对齐设置,以实现精确的制造.

主要成果:

• 在5毫米厚的PDMS中,在2"和4"示范器上成功制造了流体通道 (100微米高,600微米宽).
• 使用铁化物循环电量计 (CV) 证明了芯片上的电化学功能.
• 通过ATR-FTIR对层状H2O和D2O共同流量进行测量,证实了化学映射能力.

结论:

• 开发的模块化微型制造概念使得ATR-FTIR和电化学能够在聚合物基的LoC设备中集成.
• 该过程允许在微流体系统中精确地绘制和分析化学物质.
• 这种方法为流动化学和生物反应监测提供了一个多功能平台.