今天介绍的文章发表于年，引用次数达到了惊人的次，说它是PDMS应用于微流控领域的奠基文章之一并不过分。文章原标题：Poly(dimethylsiloxane)asamaterialforfabricatingmicrofluidicdevices，发表于ACCOUNTSOFCHEMICALRESEARCH。其中不少内容在今天看来可能稀松平常，但是别忘了这是18年前的论文。没有这样重要的开拓性发现与条理分明的总结论述，我们今天可能还在使用其他并不方便的加工材料与手段，站在巨人肩膀上的我们应当庆幸并更加努力。
哈佛大学化学与化学生物学系的课题组完成了这篇文章。
亮点
光刻
光刻胶旋涂于硅基片表面后覆盖掩模放入光刻机曝光。曝光后光刻胶被曝光部分内部产生联结，用试剂冲洗为联结部分，而后进一步烘烤固化光刻胶，形成模板。模板即可以是阳模也可以是阴模，可以多次使用。因为硅基片和光刻胶表面的光学平度都极高，误差在10nm级，所以经过多次翻模仍可以较好地贴合。
翻模
模具完成后即可倒入调好的PDMS进行翻模，PDMS与固化剂的比例一般为10:1。倒入PDMS后即可将其放上烤炉进行烘烤。烘烤过程中阶段性的升降温度有助于PDMS更好固化。
封模
简单的范德华接触提供的可逆密封也是密闭的，但不能承受大于5psi的压力。硅酮胶带或玻璃纸胶带就能可逆得密封PDMS通道。玻璃纸胶带仅提供临时密封，硅胶带可形成更坚固的密封性，防水性，并提供由PDMS组成的第四层通道内壁。
为了形成不可逆的密封，人们将PDMS使用空气等离子体处理1分钟。这种处理会在PDMS表面产生硅烷醇基（Si-OH），使得表面氧化的PDMS可以与玻璃，硅，聚苯乙烯，聚乙烯或氮化硅不可逆地贴合。当然贴合目标的这些表面也需使用等离子体处理。
三维通道（膜三明治）
由于PDMS良好的透光性，可以由目视进行多层PDMS的组合。约μm厚度的PDMS薄层可以目视操作贴合，组成三维流道。当然这样的操作难度很大。如果采用微操作器micro-manipulator，控制两片PDMS薄层粗逼近后使用等离子体处理表面。处理完成后再使用微操作器配合立体显微镜组合进行拼装。
第二种方案是使用溶剂辅助密封。在这种方案中，PDMS在等离子体中处理完成之后，立即用极性溶剂甲醇，乙醇或三氟乙醇膜覆盖PDMS的氧化表面。这些溶剂以三种方式起作用：（1）当两层接触时，它可以防止瞬间密封；（2）它提供润滑作用并允许各层相对于彼此横向移动；（3）它可以防止氧化表面在密封之前重构为较低的自由能形式。为了密封设备，我们允许溶剂在PDMS层之间在加热板或烤箱中加热时从PDMS层之间蒸发。用这种方法进行密封所产生的粘合力相当于从等离子清洁器中移除后立即进行密封。在此方法中，加热PDMS以形成密封，因此形成的通道表面是疏水的。
其他组件
PDMS芯片需要诸如阀，泵，混合器和开关之类的组件来控制复杂设备中的流体流量。PDMS芯片也可以将玻璃毛细管，硅胶管，光纤和电子设备的结构封装到微流体设备中。也加入微小的有机聚合物膜（用于分离，过滤或化学反应），它们可以夹在两层PDMS之间。在玻璃或硅设备中加入有机膜通常是不切实际的，因为它们无法承受密封这些材料所需的加工温度。
进出样口
引入和回收流体（例如样品，试剂或缓冲液）可以通过使用聚乙烯管材的压配合来完成。通常在PDMS中打比管材外径稍小的孔；插入管道后，它将对PDMS施加压力并提供防水密封。该方法提供了可逆的密封，用很少的力气就可以卸下和更换进出样管道。这样一来注射器或柱塞泵可以轻松地连接到微流体通道。
阀和泵
微阀门通过施加力来夹紧在精确位置处关闭的流体通道，从而使这些阀门工作。PDMS芯片也可以与膜泵和蠕动泵结合。通道中的压力可以来自气压，水压，水凝胶膨胀或来自磁场。由于PDMS是弹性体，因此阀瓣会根据通道中的流动方向折叠在一起或散开。
应用-毛细管电泳
共聚焦显微镜通常用于微毛细管电泳（micro-CE）设备中的检测。
应用-免疫测定
数个小组已经报告了利用PDMS通道系统可逆组装/拆卸的设备中的免疫测定方法。现今由微流控系统演进而来的digitalELISA（数字ELISA）系统已经成为一种较为成熟的技术，并在诸多商业产品上得到了应用。
应用-微反应器
微流体通道中的化学反应允许原位产生试剂或修改样品进行分析，并使得昂贵或稀有化合物的消耗量降至最低。
McCreedy等通过将固体催化剂固定在PDMS薄膜中，可以在PDMS中完成反应。
Lee等通过在两层PDMS之间放置涂有胰蛋白酶的膜来制造反应器。当蛋白质通过膜时，它们被胰蛋白酶消化。
局限与思考
经过多年的发展，PDMS封装微流控芯片技术已经为POCT科学贡献了非常多的财富，推动这POCT这些年向前发展。如今PDMS的劣势渐渐为研究人员们所不能容忍：透气性过好导致通道内壁氧阻抗加剧；固化时间过长浪费时间；表面疏水，亲水处理工艺因为氧阻抗存在很不稳定等。
人们也在寻找替代的材料，目前的目光主要集中在各种硅氧树脂或者类似的高分子树脂上。在新的材料开发成熟之前，PDMS将继续在其岗位上为科研人员服务。
引用
McDonaldJC,WhitesidesGM.Poly(dimethylsiloxane)asamaterialforfabricatingmicrofluidicdevices.AccChemRes.Jul;35(7):-9.doi:10./arq.PMID:.
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