微流控技術的材料和微加工方法

制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和紙基等。其中PDMS的使用范圍最為廣泛。這種材料不僅加工簡單、光學透明，而且具有一定的彈性，可以制作功能性的部件，如微閥和微蠕動泵等。PDMS微閥的密度可以達到30個/cm。但是PDMS材料容易吸附疏水性小分子，導致背景升高和檢測偏差。為了克服非特異性吸附的問題，表面惰性且抗黏附的聚四氟乙烯材料開始被用于制作微流控芯片。紙基通常指的具有三維交錯纖維結構的薄層材料，但是硝酸纖維素膜一般也常用于紙基微流控芯片的制作。因為紙基具有價格便宜、比表面積大和親水毛細作用力等特點，通過結合疏水性圖案化和縱向堆積等步驟，具有多元檢測和多步操作集成等優點，非常適合制作便攜易用的微流控芯片。
不同的材料特性決定了不同的微加工方法。但是微流控芯片最主要的加工方法是來自于微電子行業的光刻技術和來自于表面圖案化的軟光刻技術。在上述兩種技術的基礎上，為了制作完整的微流控微通道，一般還需要對兩片材料進行鍵合。玻璃和硅片等材料通過高溫、高壓或高電壓等方法鍵合，而PDMS材料通過氧等離子處理進行鍵合。