选取了常用的低本钱微流控芯片加工方法进行先容。
2.1.1 微模塑成型
由于PDMS材料在微流控芯片加工领域的广泛运用，基于PDMS的微模塑成型成为目前最为常见的微流控芯片加工方法。个中，利用SU—8光刻胶作为模具对PDMS进行模塑成型较为常见，将SU—8光刻胶旋涂在硅片上并进行光刻，根据不同型号SU—8光刻胶和旋涂速率的掌握，其厚度可以在十几到一两百微米范围内自由调节；将PDMS主剂与硬化剂10∶1稠浊去除气泡后缓慢倾倒在SU—8微构造上，加热硬化；将PDMS从SU—8模具受骗心揭取，模具可以重复利用；将PDMS与玻璃等基底材料进行氧等离子处理后键合。
2.1.2 激光烧蚀
这里的激光烧蚀特指利用波长为10.6 μm的二氧化碳激光在聚合物质料表面进行烧蚀加工微流道的方法。利用激光烧蚀方法加工微流道，其优点在于：加工过程大略快捷，一次烧蚀即可完成加工；材料适用范围宽，大部分聚合物质料和玻璃等均可利用该方法在表面加工微流道。缺陷在于：在聚合物质料材料表面加工的微流道内壁凹凸不平，存在大量气泡，可能须要通过化学方法进行处理；在聚合物质料表面加工流道两侧有熔融材料抛出再凝固形成的突出，不利于后续键合；加工精度有限，仅适用于流道宽深度大于80 μm的运用。激光烧蚀方法在低本钱微流控芯片领域的运用，目前还集中在单一聚合物质料运用上，从未来的发展方向看，其在基于可降解生物塑料、纸、导电塑料等材料的微流控芯片加工领域还有较大的发展空间。
图3 基于丝网印刷的微流控芯片
利用3D打印对微流控芯片进行加工，紧张有微立体光刻(stereo-lithography)、熔融沉积成型(FDM)等方法，个中熔融沉积成型3D打印机由于价格相对低廉可用于低本钱3D微流控芯片的加工。熔融沉积成型技能既可以直接打印PC、PLA、ABS(acrylonitrile butadience styrene)等材料制成3D微流控芯片，也可以打印用于PDMS倒模的模具。但目前商业化熔融沉积成型设备的精度在100～500 μm之间，间隔大部分微流控芯片的运用需求还有一定差距，且适于微流控芯片利用的透明打印耗材选择有限，芯片加工速率与本文先容的其他方法比较也较慢。
2.1.4 注塑成型
注塑成型是在塑料加工领域利用广泛的加工方法，近年来伴随微注塑技能的发展，研究者开始考试测验利用注塑成型的方法加工微流控芯片，常见的用于微流控芯片的注塑材料有PMMA、COC、PDMS等。传统上，利用注塑方法加工微流控芯片需先加工模具，耗时长且模具价格昂贵。在低本钱微流控芯片加工中，有别于传统金属模具，Hansen T S等人利用加工在镍表面的SU—8光刻胶作为注塑模具，模具反复利用300次后制品质量稳定，显著降落了本钱和模具加工韶光。其上风在于重复性好、加工速率快、可以加工3D微流控芯片，适用于大规模微流控芯片的加工；缺陷是灵巧性差，芯片构造变动时须要重新开模，模具本钱较高。
2.2 低本钱微流控芯片键合技能
除纸基微流控芯片可以采取开放式流道外，其他各种型微流控芯片在微构造加工完成后都须要在流道上方覆盖一层材料(盖片)完成流道的封闭，即微流控芯片的键合。盖片材料与基底材料可以是同类、同厚度材料，分外用场时也可对不同类型和厚度的材料进行键合。不同于超净间内利用精密仪器设备完成的硅、玻璃芯片间的键合，近年来,研究者提出了各种低本钱的微流控芯片键合方法，紧张包括热压键合(thermal compression bonding)、粘合(adhesive bonding)、表面氧等离子处理键合(plasma surface treatment)以及激光焊接(laser welding)等，如图4所示。
图4 常见微流控芯片键合方法
2.2.1 热压键合
热压键合图4(a)是基于PMMA、PC、PS、COC/COP等热塑性材料微流控芯片较为空想的键合方法，待键合的两层材料打仗并对准后，通过同时加热加压的办法完成芯片键合，加热温度略高于热塑性塑料的玻璃化温度(Tg)，压力则可根据实际情形进行设定。研究者在利用热压方法对微流控芯片进行键合的领域进行了较为深入的探索，完成了PMMA/PMMA、PMMA/PS、COC/COC等材料在不同温度和压力下键合强度的研究。热塑性材料利用热压键合最常涌现的失落败情形是由于温度或者压力过高导致键合过程中微构造发生坍塌，实际利用中一方面须要严格掌握温度和压力的设定，另一方面也可利用氧等离子或紫外光对材料表面进行预处理，降落聚合物质料待键合表面的分子量以降落表面的玻璃化温度。
2.2.2 粘性键合
粘性键合图4(b)，是指在芯片基底材料上添加一层粘性材料，再覆盖盖片进行键合。这里的粘性材料常日是具有紫外固化性子的材料(如SU—8、干膜等)，须要经由紫外曝光实现基底和盖片材料的键合。此外，非紫外固化材料如蜡也可以用来进行大略单纯的芯片键合。除利用粘性材料外，还可在待键合股料的打仗面上涂覆一层有机溶剂，通过有机溶剂材料对表面的部分溶解实现键合，缺陷在于粘性材料或有机溶剂键合后在微流道内有残留，与流道内液体打仗后会溶解到实验溶液中，可能严重影响实验结果。
2.2.3 氧等离子表面处理键合
具有微构造的PDMS基片常日利用氧等离子体对表面进行处理后与PDMS、玻璃、PMMA、PC等材料进行键合图4(c)。如果利用PDMS、玻璃或硅材料的盖片，PDMS基片与盖片须要同时进行氧等离子表面处理,从低本钱加工的角度看，氧等离子表面处理设备的本钱较高，实际运用中如果不具备设备条件也可利用低本钱的手持式等离子电晕设备代替氧等离子表面处理。利用氧等离子表面处理对基于PDMS材料的微流控芯片进行键合，其上风在于：表面清洁无污染、键合速率较快；其劣势在于芯片洗濯等操作较为繁芜，且设备本钱较高。
从芯片键合技能发展看，目前可逆(reversible)键合和稠浊(hybrid)材料键合领域的研究最为生动。研究者考试测验了各种物理和化学方法实现PDMS等材料的可逆键合，以及PDMS/SU—8等物理化学性子完备不同材料间的稠浊键合。
3 结 论
针对剖析化学和生命科学领域，先容现阶段低本钱微流控芯片材料和加工领域的最新技能和成果。先容的各种低本钱微流控芯片及其加工方法都是可以通过化学和生物实验室的常见材料和仪器设备加工完成的，对付剖析化学和生命科学领域希望利用微流控芯片的研究者具有实践意义。
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