Summary
该协议为塑料微流控器件的制备与透明查看端口的可见光和红外线光成像的描述。
Abstract
红外 (IR) 分光显微镜的生活生物样品被阻碍水吸收的中红外范围内，适用于微流控设备缺乏。在这里，表现出塑料微流控器件的制备一种协议，软光刻技术用于嵌入透明氟化钙 (CaF2) 查看端口与观察理事会。该方法基于一个副本铸造方法，聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 模具制作标准平版印刷手续，然后作为模板用于生产塑料设备。该塑料器件具有紫外/可见光和红外 (UV/Vis/IR)-透明窗口由 CaF2 ，以便直接观察可见和红外灯。该方法的优点包括： 减少对塑料的身体，灵活的设计，通过访问一个洁净室微加工设施，多个视图端口，方便和灵活的连接到外部的抽油系统的需求如，打开/关闭通道配置和添加复杂的功能，如纳米多孔膜的可能性。
Introduction
傅里叶变换红外分光显微镜 (FTIR) 已被广泛用作标签免费和非侵入性的成像技术，提供详细的化学信息的样本。这使提取的生化信息学习化学的生物样品，用最少的准备因为吸收谱的标本进行的内在指纹图谱及其化学成分1,2.最近，FTIR 已越来越多地应用于活的生物样品，例如，单元格3的研究。然而，水，这是在大多数情况下活细胞中，在中红外区域显示了较强的吸收。即使作为一个薄层，它的存在能够完全战胜标本的重要结构信息。
多年来，常用的方法是固定或干燥样品，完全排除水吸收信号的频谱。然而，这种方法允许不为活细胞的实时测量的研究是十分必要的化学成分及其细胞过程随时间变化。从活的生物样品，获得可靠的吸收谱的一种方法是限制到小于 10 µ m4红外梁在介质中的光学路径总长度。
在生活中的既定方法细胞实验一直到目前为止，减毒总反射 (ATR)-红外光谱成像，使测量的样品厚度，让细胞持续在水介质中厚层独立。然而，倏逝波的小深度限制样品测量从表面的 ATR 水晶5只第一的几个微米。
另外，水吸收限制已被规避与各种微流控系统，通常可以分为两大组的出现： 打开的通道 （在流体表面之一暴露在大气之中），并关闭通道 （其中两个红外透明窗口以进行分隔间隔定义的厚度）。
Loutherback等人开发开放通道膜装置，使活细胞达 7 天6长期限连续红外的测量。该方法需要高湿度的环境，以防止介质从细胞表面蒸发。该系统最适合与自然生长在气-液界面，如皮肤、 肺和眼睛或微生物的生物膜7上皮组织的细胞。
关闭通道配置旨在创建一个统一、 薄层之间两个平行的红外透明窗口，而将细胞保持其水介质中。这腔厚度是这样水吸收信号低于饱和。然后可以减去水背景以获取正确的样品光谱。大部分的封闭通道方法利用塑料间隔分离这两个窗口，形成一个可拆卸的液体室3，8，9。此方法的一个优点是它不需要微细加工;然而，比自然出渠道测量室更复杂的结构都是极难实现的薄垫片。也是由于其依赖对机械夹紧的红外测量之间的路径长度的重现性问题。为了实现更可靠的光谱采集的间距更精确的控制，光刻方法，已实施模式光致抗蚀剂在红外衬底来定义间隔9，10,11,12.尽管这使得更复杂的结构，在间隔中定义，该方法需要对微细加工工厂生产模式在每一个衬底上的访问。
在本文，我们提出一种红外兼容微流控装置，简单的制作技术与目标，降低制造成本和访问微细加工设施的要求。提出的方法在这里 （请参见图 1） 使用既定的过程称为软光刻技术。在这种情况下，两个模具是必需的。主要的模具是由 4 英寸硅片，使用标准的 UV 光刻工艺。二级模具是由聚二甲基硅氧烷，这在硅主要模具有极性的模式，并作为后续设备制造的模具师傅其副本。
该装置具有两个单独的图层： 第一层与微流控布局 （在介绍案件和组成的微流控通道，在-/ 出放开，CaF2视口观察室） 和一个平坦的表面 （第二层其中包括只 CaF2视区）。
在这里 UV 固化的光学胶，诺兰光学粘接 73 (NOA73，简称 NOA 从此)，用于塑料体主要的设备。有使用此光学胶粘剂的几个优点： 低制造成本、 易用性与外部系统、 光学透明度好、 低粘度和最重要的是，生物相容性13的连接。CaF2作为其生物相容性和优良的红外透明14视区是一个合适的选择。
这种新的方法，对微细加工设施的访问是严格要求只为主要模具制造。塑料微流控装置随后制备工艺可以在任何实验室配有 UV 光源进行。
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Protocol
1.硅主要模具制备
注： 光掩膜是主要模具准备所需。光掩模可以从独立的供应商购买或制作内部通过标准光学掩模制作程序。明亮的领域极性光掩膜用在这种情况下 ( 图 2 )。
- 模式定义
- 自旋大衣与苏 8 3010 负性光刻 2,300 rpm，30 4 英寸硅片 s.
- 软烤 2 分钟 65 ° C，然后在 8 分钟 95 ° C 的热板上光致抗蚀剂
- 暴露紫外线光致抗蚀剂 (i-线，365 nm) 通过下总能量剂量的 100-120 兆焦耳/厘米 2; 光刻掩模首选硬接触模式来实现更高的分辨率。
- 删除硅片和申请职位曝光烘烤在 65 ° C，1 分钟，然后在 2 分钟 95 ° C
- 发展光致抗蚀剂使用苏 8 开发人员在室温，然后用异丙醇冲洗并轻轻吹干与氮; 实测厚度应当为 10 µ m 及以下。请参见 图 2 b 实际硅模具图片。
- 硅烷化硅模具
- 治疗氧等离子体处理的硅胶模具为 30 60 W s 与 20 sccm 的氧流量。在过程中设置分庭的压力为 1 10 毫巴。
- 将模具放在一个真空罐与 50 µ L 的硅烷和把罐子留在真空状态 （1-10 毫巴） 至少 2 h.
注： 硅烷化过程将创建疏水的表面涂层，防止粘在模具 15 聚二甲基硅氧烷。请注意，也可以使用另一种方法，涉及干法刻蚀硅的捏造主要的模具。在这种情况下，光掩模将相反极性 （暗场），并且在步骤 1.1 中的模式定义将使用正性抗蚀剂。
2。制备的聚二甲基硅氧烷辅助模具
- 聚二甲基硅氧烷混合
- 混合聚二甲基硅氧烷弹性体及固化剂、 10:1; 总金额是这样产生的聚二甲基硅氧烷厚度约 1 至 1.5 毫米。
- 后彻底混合，脱气混合物由将其留在一个真空罐真空态 （1-10 毫巴），大约 15 分钟或直到有没有可见的泡沫; 这会移除所有残存的空气混合物内。
- 模具复制
- 上的硅胶模具制作在步骤 1 中倒入聚二甲基硅氧烷混合和脱气的混合物用相同的设置步骤 2.1.2 删除所有残存的空气。2 h 在热板治疗混合物 70 ° C 的高温。
- 从热板删除固化的聚二甲基硅氧烷和让它冷却到室温。用刀片，切割边缘的硅胶模具 PDMS。
- 用一把镊子，捏紧切聚二甲基硅氧烷的一个角落，并仔细地剥掉硅模具 PDMS 副本; 由此产生的微流控模式这次要的模具是椎间盘突出症，这是相反极性的主模 （ 图 2c)。
- 硅烷化聚二甲基硅氧烷副本 （相同步骤 1.2）
- 治疗与氧等离子体聚二甲基硅氧烷模具为 60 W，30 s 与 20 sccm 的氧流量。在过程中设置分庭的压力为 1 10 毫巴。
- 模具在真空罐 50 µ L 的硅烷和至少 2 h.离开处于真空状态 （1-10 毫巴） jar 的地方
3。聚二甲基硅氧烷模板制备
注： 规范的形状和大小的最终设备，缓解两半的对齐方式的主要特点，采用两个单独的 PDMS 模板，其中定义几何形状的设备，透明窗口和自然出连接的位置。第一个的 PDMS 模板艾滋病的图案的一半的设备，而第二个有助于缓解平一半的设备制造制造。
- 设计模板中使用计算机辅助设计 (CAD) 软件。 图 3 显示的布局和模板用于制造该设备的图案的一半尺寸。从设计制造该设备的平一半，删除 1.5 毫米直径孔。
- 获取模板从外部供应商或通过内部的机械车间，如果可用。
注： 压克力被用作模板材料由于易于制造和低成本可以实现在任何标准的厂房。有替代选项，如 3D 打印。 - 混合的聚二甲基硅氧烷弹性体和固化剂 10:1; 一定要准备足够数量的 PDMS 完全淹没模板。
- 后彻底混合，脱气混合物由将其留在一个真空罐真空态 （1-10 毫巴） 大约 15 分钟或直到有无可见气泡 （以较晚者为准）; 这是删除任何被困的空气混合物内。
- 加油压克力模板的聚二甲基硅氧烷混合，直到他们最顶级的表面淹没大约 1 毫米以下的液体表面。脱气 PDMS 又要用相同的设置在 3.4 删除所有残存的空气。热这在 60 ° C 2 h 在平整的热板治疗混合物。
- 从热板删除固化的聚二甲基硅氧烷和让它冷却到室温。用刀片，切压克力模板边缘 PDMS。
- 用一把镊子，捏切聚二甲基硅氧烷的一个角落，仔细地剥掉压克力模板 PDMS。
注： 图 3 b 显示的布置和尺寸的聚二甲基硅氧烷副本用于制造该设备的图案的一半。 - 准备第二个聚二甲基硅氧烷副本制作单位一半的设备重复步骤 3.3 至 3.7 但没有 1.5 毫米直径孔使用压克力模板。
4。微流控器件制造
- 制作的图案的一半的设备 （例如，设备布局）
- 治疗与氧等离子体 CaF 2 窗口为 30 60 W s 与 20 sccm 的氧流量。这样做是为了在下面的制造过程中改善 NOA 的流量。
注： 此步骤不是强制。 - 的地方仔细的第一个 PDMS 模板 （与 1.5 毫米直径支柱之一） 上平坦的表面，例如，碱石灰板 ( 图 4 )。地方在 PDMS 插头为中心的 CaF 2 窗口，然后轻轻地按窗口等，它是在与插头 ( 图 4 b) 接触良好。
- 带 pdms 作出在第 2 步和背面的模具，与中央室 ( 图 4 的位置对齐放置紫外透明薄板 （在这种情况下，石英板、 500 μ m 厚和 1.5 厘米 × 1.5 厘米大小）c).确保石英板是在与 PDMS 模具接触良好。
注： Th电子石英板防止模具不需要的地区很容易接触到 CaF 2 窗口。 - 轻轻地点与 CaF 2 窗口的中心对齐，射流分庭向 CaF 2 窗口这 PDMS 模具面朝下。确保所有的元素 （模板、 模具和窗口） 能良好的接触，并对齐 ( 图 4 c-4 d)。
- 逐步免除诺亚在 PDMS 模板中让滴，让它慢慢填充型腔。一旦树脂接触到窗口的边缘，毛细管流将之间的差距薄 (~ 10 µ m) 的聚二甲基硅氧烷模具和 CaF 2 窗口 ( 图 4 e 4f)。
- 后腔完全填满，治愈 NOA 暴露于 UV 光 （例如，与紫外 LED 曝光系统， 图 4 g）。
注： 曝光时间可能会发生变化因此 UV 光源的能量。紫外 LED 曝光系统，提供 24 兆瓦/厘米 2 功率密度，需要大约 90 100%的动力，连续曝光模式 s. - 小心地从后面的聚二甲基硅氧烷模具卸下薄石英板，然后轻轻剥离 PDMS 模具从诺亚层 ( 图 4 h) 的顶部。最后，从 PDMS 模板 ( 图 4 我) 中删除 NOA 层。
注意： 生成的设备布局上固化 NOA 会有模式的相同的极性，在初生硅模具。
- 治疗与氧等离子体 CaF 2 窗口为 30 60 W s 与 20 sccm 的氧流量。这样做是为了在下面的制造过程中改善 NOA 的流量。
- 制作设备 （即，如果没有设备的布局） 平半
- 对待 CaF 2 窗口与氧等离子体为 30 60 W s 与氧流量 20 sccm。
注： 此步骤不是强制。 - 仔细地放置在平坦的表面，例如，碱石灰板上第二个的 PDMS 模板 （即没有 1.5 毫米直径支柱）。地方为中心在 PDMS 插头的 CaF 2 窗口，然后轻轻地按窗口等，它是在与插头接触良好。
- 地方 1 毫米厚的聚二甲基硅氧烷板 5 厘米 x 3.5 厘米大小 CaF 2 窗口的顶部与聚二甲基硅氧烷板与 PDMS 模板的中心对齐。聚二甲基硅氧烷板是否与窗口接触良好。
- 逐步免除诺亚在 PDMS 模板中让滴，让它慢慢地充满腔。
- 后腔完全填满，治愈 NOA 暴露于 UV 光 （例如，与紫外 LED 曝光系统）。
注： 曝光时间可能会发生变化相应地与 UV 能量来源。用紫外 LED 曝光系统，提供 24 兆瓦/厘米 2 功率密度，这就需要大约 50 100%的动力，连续曝光模式 s. - 皮诺亚层自上而下的聚二甲基硅氧烷表并小心地从 PDMS 模板卸下 NOA 层固化。
- 对待 CaF 2 窗口与氧等离子体为 30 60 W s 与氧流量 20 sccm。
- 粘接的两半的设备
- 这样两个 CaF 2 窗口对齐对齐两半的设备。轻轻地手指压角的诺亚层左右两边这样两个半场的位置固定的。
- 切出 1 毫米厚的聚二甲基硅氧烷板使用 8 毫米直径的打孔器 ( 图 5 ) 的两个圆形光盘。
- 从 1 毫米厚的聚二甲基硅氧烷钢板切割具有相同大小的设备 （4 厘米 × 2.5 厘米） 的两个矩形。在这两个聚二甲基硅氧烷的矩形，削减开口对应频道和中-让/出-自然的设备.
注： 在 PDMS 矩形的预切的开口注定要从倒塌压过程中防止渠道。
从底部的 - 堆栈在以下顺序： 一聚二甲基硅氧烷矩形预切开口，一个聚二甲基硅氧烷光盘 （接触底部窗口，插嘴步 4.3.2），手指按下两个半场设备，第二次的聚二甲基硅氧烷光盘 （坐在顶部窗口），和最后预切开口 ( 图 5 b) 第二个聚二甲基硅氧烷矩形。
- 将此程序集放在真空压安装，这样它夹在 2 片和密封的塑料袋 ( 图 5 c)。开启真空泵和疏散大会。让真空泵达到其底部的压力或申请至少 10 分钟真空
注： 底部压力实现取决于真空泵使用和塑料袋的封口质量。 - 暴露紫外线用宽频带汞气灯在 270 15 分钟，轮到 W 关闭真空泵，让大会慢慢地发泄到大气压力之前删除从大会的最后设备撤离的大会。
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Representative Results
图 6显示了一个全新的 CaF2窗口，图案半数的设备和完整的设备的透过率光谱。所有三种光谱展现优秀透明度中期 IR 透光率大于 80%。可见光谱中完整的器件 （图中黄色曲线） 的干涉图样被造成空气隙在 9-10 µ m 两扇窗户之间的范围。这些光谱表明，这里提出的制备方法并不改变 CaF2中期的红外光谱范围内的透明度。
图 7举例说明好复制在诺亚的聚二甲基硅氧烷辅助模具与微流控布置。CaF2窗口的顶部结构好由于 NOA 层从聚二甲基硅氧烷模具清洁剥离部分紫外光固化后形成。没有 NOA 应留在模具上或在窗口表面接触的模具突起上。粘在模具任何 NOA 转化为失踪 NOA 结构上的窗口，它会导致泄漏流实验，最终设备的过程中。此外，为了达到良好的密封的两半，诺亚仍应俗不可耐的半层 UV 照射后。诺亚是过度固化的如果它是不俗气。应优化曝光剂量，达到这样的结果。
图 7b相反，显示成功复制在诺亚 CaF2窗口上的图案不正确定义。它主要由不足 UV 照射剂量，即引发的 NOA 的固化。在这种情况下，诺亚仍是有点湿，造成了一些它坚持 PDMS 模具。然而，如果诺亚依然我行我素 pdms 即使正确的曝光剂量，这可以的硅烷涂层 （即，防粘层） 是一种症状随着时间推移。聚二甲基硅氧烷是软模具，它并非只要持久作为硅主要模具。它需要更换后使用次数。
图 1:塑料微流控器件制作工艺：(a 至 e)原理图的制作工艺。(f) 的实际设备的图片和其截面示意图。请点击这里查看此图的大版本。
图 2:光掩膜、 硅主要模具和聚二甲基硅氧烷辅助模具从硅模具复制概述：() 光掩模与明亮的领域极性 （左上角）;在掩模 （右） 构成的图案，布置： 在让和外让 2 毫米直径 （1 和 2） 和 3 厘米渠道与 300 µ m 宽度 (3)，它们之间的距离两个引用分庭以 5.5 毫米 x 0.75 毫米大小 (4)、 5 毫米 x 2.5 毫米大小 （中央室5)，衍射光栅作为直观的参照线 10 微米宽与 20 微米差距 (6);缩放在躺出中央墓室显示衍射光栅 （左下）。(b) 在 su-8 定义的模式与硅主要模具图片。(c) 图片的聚二甲基硅氧烷二次结晶器反向极性对主要模具。请点击这里查看此图的大版本。
图 3:模板工具准备缓解设备制造：() 丙烯酸模板： 实际模板 （顶部） 和其原理图的剖视图 （底部）。(b) 聚二甲基硅氧烷丙烯酸模板的副本： 实际副本 （顶部） 和其原理图的剖视图 （底部）。请点击这里查看此图的大版本。
图 4:的图案的一半的设备制造工艺流程：() 地方 PDMS 模板在一个平面上。在这里，我们用碱石灰玻璃。(b) CaF2放在 PDMS 插头为中心。(c d)聚二甲基硅氧烷模具是正面朝下放置朝 CaF2与射流室窗口的中心对齐。确保所有元素能在良好的接触，并对齐。(e-f)通过在让铸造的诺亚和允许它慢慢填充型腔。(g) 诺亚是暴露在紫外线下治好了。根据使用的紫外光源的能量照射剂量可能有所不同。(h) 仔细剥 PDMS 模具和模板，以释放固化的诺亚。(我) 已完成设备层与微流控结构在诺亚。请点击这里查看此图的大版本。
图 5： 真空新闻设置为按两半的设备，形成一个完整的设备：() 聚二甲基硅氧烷的圆盘 （直径 8 毫米） 和带有预切开口的矩形聚二甲基硅氧烷 （4 × 2.5 厘米）。均是削减从 1 毫米厚的聚二甲基硅氧烷钢板。(b) 前压层堆栈的概述。(c) 真空新闻综述。请点击这里查看此图的大版本。
图 6:中红外 transmittance 光谱的光秃的咖啡馆2窗口（红色），图案的一半的设备（蓝色），和一个完整的设备 （黄色）。所有三种光谱展现优秀透明度中期 IR 透光率大于 80%请点击这里查看此图的大版本。
图 7:图案一半的设备：() 在诺亚的好形成微流控结构的示例。深色区域窗口上的显示一个定义良好的结构，清晰地显示中央墓室、 两个参考室和渠道。(b) undercuring 在诺亚差形成的微流控结构示例。由红色箭头表示是诺亚回流。参考的商会之一也缺少 （绿色箭头）。请点击这里查看此图的大版本。
图 8： 微流控跳汰机将捏造的设备连接到外部的射流电路。请点击这里查看此图的大版本。
图 9:聚二甲基硅氧烷放置模具制造过程中的设备的图案一半：() 的好例子的 pdms CaF2窗口上的位置。该窗口是接触只突出物聚二甲基硅氧烷模具，清晰地显示中央墓室、 两个参考室和渠道 （由较暗的区域表示）。衍射光栅在设备附近和在中央室中心注定要在 PDMS 模具放置过程中视觉的指南。(b) 聚二甲基硅氧烷模具 CaF2窗口上坏放置的示例。较暗的位置显示也是不需要的地区的模具，是联系窗口，如红色箭头所示。请点击这里查看此图的大版本。
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Discussion
为了评估和优化制造协议，我们使用一个简单的布局，为微流控模式与大型矩形室 （5 毫米 x 2.5 毫米大小） 的中心，两个小矩形分庭 （5.5 毫米 x 0.75 毫米大小） 分开的主电路上上部和下部的边和 300 微米宽的-让/出-自然渠道。中央墓室用于播种和细胞，而两个分离小分庭用于测量大气的背景在红外光谱中观察实验作为参考室，如以前的出版物13所述。在让和外让中央室连接到外部的流体系统。
在这里，模板化工具 （见议定书第 3 步） 介绍为了简化制作过程。以前，很难始终置于 CaF2 windows 完全，最终的设备，对准装置的两半时引起问题的中心。使用模板提供用于放置窗口的视觉指南和确保位置始终是类似。这些模板的几何要求都不是很严格的可以使用标准及廉价的生产技术。在这种情况下，我们把他们做成丙烯酸塑料通过机械加工车间，但同样可行和廉价的替代方法是 3D 打印技术。
压克力模板的设计是这样，它们的特点是以下 (图 3): (a) 一个模板的设计两个小孔在每边，而第二个是无孔;孔是设备的 1.5 毫米直径的大小和 1.5 毫米的深度，(b) 两个模板有 500 µ m 深度与直径 8 毫米的圆孔的中心，和 (c) 两个模板有一矩形的突出物，来定义大小、 形状和厚度的一半;矩形是 4 厘米 x 2.5 厘米的长度、 宽度和厚度 1.5 毫米。
由此产生的 PDMS 模板从丙烯酸模板复制会有相反的极性 (图 3b): (a) 一个模板将不得不两大支柱每边的 1.5 毫米直径和 1.5 毫米的高度形成中让和外让的图案的设备一半后 NOA 铸造;第二个模板将没有支柱，(b) 两个模板有 500 微米高支柱中心以减轻 CaF2窗口; 的位置此功能称为"聚二甲基硅氧烷插头"，和 (c) 这两个模板与腔，定义的最终形状和大小的每个半场的设备： 一个矩形形状与 4 厘米 x 2.5 厘米大小及 1.5 毫米厚度在这种情况下。
为了进一步简化制作过程，衍射光栅被纳入为初生硅模具光掩模的设计。在这种硅模具的聚二甲基硅氧烷副本，浅的突起 （这是在高度小于 10 微米） 很难看到由于聚二甲基硅氧烷的光学透明度。然而，浅突起如果设有 20 微米差距在 10 微米宽线光栅生成容易可见干扰模式16。这种干涉模式被利用作为在 PDMS 模具中定义的微流控布置位置的视觉指导。模具设计中的包含了由光栅来定义设备的整体几何框架。另一种光栅是进一步中还会加入中央墓室的微流控布局为使与 CaF2窗口对齐方式更容易。值得注意到在中央墓室光栅不转载为最终设备，它由一系列短腔不相连的边缘中央墓室组成。因此，流动诺亚不能够访问这些空腔。
对于细胞注射和媒体交换，每个设备需要其在让和外让手动打孔之前密封。这导致非重复性好定位孔。因为连接通过粘合在的开口的小金属别针和附加一个塑料水库作为废物收集者的另一端，这并不限制每个设备的操作。因此，不同的孔的位置不是关注除了代价是更复杂的制作方案。简化并规范的每个设备，固定在-让/出-自然地点定做射流跳汰机的测试和最后使用介绍 （见图 8），消除了需要附加的 pin 和水库。因此，在-让/出-自然孔与不一致立场将提出的问题在这里。结合两个 1.5 毫米直径孔装配式丙烯酸模板 （议定书第 3 步），将成为支柱在 PDMS 模具中的，将删除需要手动打孔微流控通道两端。此外，他们的位置固定的也是每个设备。
没有泄漏的设备可以检查具有相同13 即由喂料设备用去离子水中荧光素溶液在别处讨论的程序。
在议定书 》 中的关键步骤
在制作的图案的一半的设备，pdms CaF2窗口的顶部放置应仔细地进行。模具上的唯一的结构，允许联系窗口是 10 微米高突起。每当有不必要的接触面积，模具放置步应重做。为了说明，图 9显示精心安排的模具在窗口中，而图 9b显示一个可怜放置，在那里不需要模具面积与窗口的示例。图 9b将导致失踪的诺亚结构在窗户上。在议定书 》 （4.1.3 的一步，图 2c） 中提到的小石英板有助于模具放置它可以阻止有害的模具领域从容易接触 CaF2窗口。石英板和聚二甲基硅氧烷模具也是薄，他们是足够重量轻和透明 UV17，18。
找到正确的紫外线照射剂量为一半的层数也是制造工艺的关键。当诺亚暴露不足的剂量时，免烧免蒸的 NOA 将回流焊期间剥落，造成结构的定义和 CaF2表面可能溢出。另一方面，过高的暴露剂量结果在过度固化的诺亚，诺亚变成非俗气的状态。随后键合的两半会因为非俗气 NOA 图案半层上不将债券到 CaF2窗口平半层上。理想情况下，正确的剂量应该是最短的曝光它允许 NOA 复制结构可靠地同时仍然保持其俗不可耐的状态的剂量。除了确定正确的曝光剂量，键合的两半应当尽快，30 分钟内因为 NOA 的粘性逐渐随时间，直到它不再是可能的粘接。
其他时须注意的事项时，采用真空压系统进行粘接。法规遵从性层 （即、 聚二甲基硅氧烷薄片夹装置） 应该有压力均匀分布相对均匀厚度在设备上。为此目的，定义的垫片厚度定做压克力跳汰机用于铸这样聚二甲基硅氧烷的邮票。法规遵从性床单也应清洁，避免引入地方的压力，尤其是脆 CaF2窗口。
方法与现有方法相比的优点
我们的制作方法表明生产的塑料装置兼容，红外光谱测量。由于微细加工技术提供对维度的特征的良好控制，可以实现控制的微流控通道高度是比有什么可以获得与其他制备方法 （例如，精确得多塑料垫片）。
本议定书的一个关键优势是，它会导致塑料设备与紫外-可见光-红外线透明视图-端口;在一个大型红外透明衬底，要求光刻步骤为每个设备10，，1112制作了红外光谱的所有以前证明微流控装置。在本方法中，成本和复杂性的制作被减少由于只生产硅模具需要光刻。
最后，使用 UV 固化树脂 (在本演示中的 NOA73)，塑料主体放宽的连接将设备连接到一个外部的液体输送系统，由胶合或附加连接到塑料车身或射流的跳汰机用速度越快设备生产或者使用。
未来的应用程序的方法
可能的改进和发展，可以进行的探索，两名是最直接和最重要。首先，查看端口的宽带光学透明度表明红外光谱与高分辨率荧光显微镜在同一平台上的耦合。这可以很容易通过减少的 CaF2窗口之一厚度为符合要求的工作距离与高数值孔径和高放大倍率目标的追求。第二，这个制作方案可以允许更复杂的流体布局。只要他们的几何定义在窗户下面的开式空腔，可以实现多个观察室和功能元素例如搅拌机和分拣机，连接它们。
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Disclosures
作者没有透露。
Acknowledgments
作者非常感谢 MBI 的财政支持。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Chemical | |||
| Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane 97% | Sigma Aldrich | 448931-10G | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Polydimethylsiloxane or in short, PDMS | |
| Norland Optical Adhesive 73 | Norland Products Inc. | 7304 | |
| SU8 3010 photoresist | MicroChem | Y311060 | |
| SU8 developer | MicroChem | Y020100 | |
| Material | |||
| Silicon wafer, 4 inch, prime grade | Bonda Technology Pte Ltd | ||
| CaF2 IR-grade windows | Crystran, UK | CAFP10-1 | 10 mm diameter, 1 mm thickness |
| Acrylic templates | Custom made | ||
| Equipment | |||
| UV-KUB 2 (UV LED exposure system) | KLOE | Emission spectrum 365nm ± 5nm | |
| Newport UV lamp | Newport | Model 66902 | 50-500 Watt Hg arc lamp |
| CEE Spin coater | Brewer Science | Model 200x | |
| MJB4 mask aligner | SUSS MicroTec | ||
| Precision digital hot plate | Harry Gestigkeit GmbH | 2860SR | |
| Plasma Surface Technology | Diener Electronic GmbH + Co. KG | For O2 plasma treatment | |
| IDP-3 Dry Scroll Vacuum Pump | Agilent Technologies | ultimate pressure 3.3 x 10-1 mbar | |
| Bruker IFS 66v/s FTIR Spectrometer | Bruker |
References
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