KR102287811B1 - 2개 표면을 결합시키는 방법 및 그에 의하여 제조된 구조체, 및 상기 구조체를 포함하는 미세유동 장치 - Google Patents

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Abstract

폴리실록산이 접촉된 플라스틱 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계를 포함하는, 2개 표면을 결합시키는 방법 및 그에 의하여 제조된 구조체를 제공한다.

Description

2개 표면을 결합시키는 방법 및 그에 의하여 제조된 구조체, 및 상기 구조체를 포함하는 미세유동 장치{Method of bonding two surfaces and construct therefrom and microfluidic device containing the construct}
2개 표면을 결합시키는 방법 및 그에 의하여 제조된 구조체, 및 상기 구조체를 포함하는 미세유동 장치에 관한 것이다.
미세유동 장치는 다양한 목적으로 사용되고 있다. 예를 들면, 고효율 (high throughput)의 분석 장치로서 사용되고 있다. 상기 미세 유동 장치는 채널 및 챔버와 같은 미세구조를 포함하고 있다. 이러한 미세유동 장치는 다양한 방법으로 제조된다. 미세유동 장치의 제조에는 리소그래피, 식각, 침적, 미세기계가공 (micromachining), LIGA 기술 등의 미세구조 제작 기술이 사용되고 있다.
미세유동 장치는 서로 다른 기판에 채널과 같은 미세구조를 형성시키고 이러한 기판을 결합시킴으로써 제조되는 것이 있을 수 있다. 예를 들면, 2개의 유리 기판에 미세 구조를 형성하고 이들 두 개의 유리 기판을 결합시켜, 미세유동 장치를 형성하는 방법이 있다. 상기 각 기판에는 미세구조의 전부 또는 일부가 포함되어 있다.
미세 구조물의 제조에 있어서, 플라스틱은 유리에 비하여 가공하기 쉽고 가격이 저렴하다. 따라서, 플라스틱을 재료로 하기 위하여는 PDMS와 같은 엘라스토머(elastomer)와 효율적으로 결합시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.
일 양상은 2개 표면을 효율적으로 결합시키는 방법을 제공한다.
다른 양상은 상기 방법에 의하여 제조된 구조체를 제공한다.
다른 양상은 상기 구조체를 포함하는 미세유동 장치를 제공한다.
일 양상은 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계; 상기 폴리실록산이 접촉된 플라스틱 물질의 제1 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계; 폴리실록산 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하는 단계; 및 상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면과 접촉시켜, 플라스틱 물질의 제1 표면을 폴리실록산 물질의 제1 표면에 결합시키는 단계;를 포함하는 2개 표면을 결합시키는 방법을 제공한다.
상기 방법은 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계를 포함한다. 상기 폴리실록산은 폴리실록산 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하는 단계에서 언급된 제1 표면을 갖는 폴리실록산 물질과 동일하거나 다른 것일 수 있다.
플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계에서, 상기 접촉은 액체 중인 아닌 주위 분위기 또는 건조 (dry) 상태 내에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 접촉은 플라스틱 물질의 제1 표면과 폴리실록산 사이에 압력을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 상기 압력은 상기 폴리실록산의 일부가 플라스틱 물질의 제1 표면에 부착되어 남아 있도록 하는 적절한 압력일 수 있다. 상기 압력의 범위는 당업자가 선택된 제1 표면을 갖는 플라스틱 물질의 종류, 두께, 상기 폴리실록산의 두께, 온도 등의 조건에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 압력은 100Pa 이하, 예를 들면, 1 내지 100Pa, 5 내지 100Pa, 10 내지 100Pa,20 내지 100Pa,30 내지 100Pa, 40 내지 100Pa, 50 내지 100Pa, 60 내지 100Pa, 70 내지 100Pa,80 내지 100Pa, 90 내지 100Pa, 1 내지 90Pa, 5 내지 80Pa, 10 내지 70Pa, 20 내지 60Pa, 30 내지 50Pa, 1 내지 50Pa, 1 내지 30Pa, 5 내지 50Pa, 5 내지 30Pa, 5 내지 20Pa, 또는 10 내지 20Pa,일 수 있다. 상기 접촉은 100℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계는 접촉시킨 후 상기 폴리실록산을 플라스틱 물질의 제1 표면으로부터 떼어내는 것을 포함한다. 이 경우에 상기 폴리실록산의 제1 표면에 부착된 일부 모이어티가 플라스틱 물질의 제1 표면과의 접착력에 의하여 상기 폴리실록산의 제1 표면으로부터 떨어져 나가 플라스틱 물질의 제1 표면에 부착되는 것일 수 있다. 그에 따라 플라스틱 물질의 제1 표면은 상기 폴리실록산으로부터 유래된 산소, 탄소 및 수소 원자를 포함할 수 있다. 또한, 플라스틱 물질의 제1 표면은 상기 플라스틱 물질의 일정 측면의 전부 또는 일부일 수 있다. 예를 들면, 상기 플라스틱 물질이 평편한 하면을 갖고 그 하면 중 일부에 미세구조, 예를 들면, 채널, 챔버, 밸브 등의 구조의 전부 또는 일부가 형성되어 있어서, 상기 구조에 해당하는 부분의 표면은 상기 폴리실록산과의 접촉에서 제외되는 것, 예를 들면 접촉면으로부터 함몰(recess)된 것일 수 있다.
플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계에서, 상기 폴리실록산은 실리콘 원자 상에 치환 여부와 관계없이 골격 (backbone), 측쇄 (side chain), 또는 교차 링크 (cross links)에 반복하는 실리콘-산소 기 (repeating silicon-oxygen groups)를 포함하는 임의의 중합체 구조를 나타낸다. 상기 폴리실록산은 하기 식 1의 구조를 갖는 것일 수 있다:
Figure 112014105309894-pat00001
(식 1)
식 1 중 R1,R2, 및 R3은 독립적으로 수소 및, 선택적으로 할로로 치환된, 알킬, 아릴, 시클로알킬, 알콕시, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 및 히드록시알콕시알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R4는 수소 및 선택적으로 할로로 치환된, 알킬 또는 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 정수일 수 있다. n은 예를 들면, 1 내지 50,000, 1 내지 40,000, 1 내지 30,000, 1 내지 20,000, 1 내지 10,000, 1 내지 5,000, 1 내지 3,000, 1 내지 2,000, 2 내지 50,000, 2 내지 40,000, 2 내지 30,000, 2 내지 20,000, 2 내지 10,000, 2 내지 5,000, 2 내지 3,000, 2 내지 2,000, 5 내지 50,000, 10 내지 50,000, 50 내지 50,000, 100 내지 50,000, 또는 1,000 내지 50,000일 수 있다. R1, R2, 및 R3, 및 R4는 각각 독립적으로 1 내지 30개, 예를 들면, 1 내지 20개, 1 내지 15개, 1 내지 10개, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 것일 수 있다. 예를 들면, R1, R2, 및 R3, 및 R4는 각각 독립적으로 1 내지 30개, 예를 들면, 1 내지 20개, 1 내지 15개, 1 내지 10개, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 아릴일 수 있다. 상기 알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 노닐 또는 데카닐일 수 있다. 상기 아릴은 페닐일 수 있다.
상기 폴리실록산은 폴리실록산 자체뿐만 아니라, 폴리실록산이 배합되어 있는 물질을 포함한다. 예를 들면, 플라스틱 물질에 폴리실록산이 배합되어 있어 그 표면에 폴리실록산이 노출되어 있는 것을 포함한다. 상기 폴리실록산을 포함하는 물질은 가요성 또는 탄성체 (elastomer)일 수 있다. 상기 폴리실록산은 폴리디메틸실록산 (PDMS) 또는 폴리페닐실록산일 수 있다.
상기 폴리실록산은 막의 형태를 갖는 것일 수 있다. 상기 막은 예를 들면, 10 내지 500μm, 또는 100 내지 300μm의 두께를 갖는 것일 수 있다.
상기 폴리실록산은 고체 상태일 수 있다. 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계는 고체 상태의 플라스틱 물질의 제1 표면에 주위 환경 또는 건조한 (dry) 환경에서 고체 상태의 폴리실록산을 접촉시키는 것을 포함한다.
상기 플라스틱 물질은 탄소-기반 중합체일 수 있다. 상기 플라스틱 물질은 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트 (PC), 폴리메타크릴레이트 (PMA), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA),폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐클로리드 (PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 또는 이들의 조합으로 구성된 것일 수 있다. 상기 폴리올레핀은 모노머로서 단순 올레핀 ("알켄"이라고도 함)으로부터 생성된 중합체이다. 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리메틸펜텐 (PMP), 폴리부텐-1 (PB-1), 폴리이소부틸렌 (PIB), 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 (M-클라스) 고무 (EPDM 고무), 또는 이들의 조합을 포함한다. 상기 플라스틱 물질은 소수성 또는 친수성 표면을 갖는 것일 수 있다.
플라스틱 물질의 상기 제1 표면은 일부 또는 전부에 미세 구조가 형성되어 있는 것일 수 있다. 상기 미세 구조는 반드시 마이크로미터 수준의 차원을 갖는 것을 의미하는 것은 아니며, 작은 차원의 구조를 갖는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 미세 구조는, 적어도 하나의 단면, 즉 직경, 넓이, 높이 등이 1nm 내지 1,000mm, 10nm 내지 100mm, 10 내지 10mm의 차원을 갖는 것일 수 있다. 상기 미세구조는 유체 흐름의 통로를 제공할 수 있는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 미세구조는 채널, 챔버, 입구, 및 출구로 구성되는 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 상기 미세 구조는 상기 플라스틱 물질의 표면 또는 내부, 또는 표면과 내부에 일부분이 형성되어 있는 것일 수 있다. 제1 표면의 미세구조는 플라스틱에서 미세구조를 형성하기 위한 알려진 방법, 예를 들면, 사출 성형, 포토리소그래피 및 리가 방법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법에 의하여 형성되는 것일 수 있다.
상기 방법은 상기 폴리실록산이 접촉된 플라스틱 물질의 제1 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 제공하는 단계는 플라스틱 물질의 제1 표면을 질소 또는 암모니아 플라즈마에 노출시키는 단계일 수 있다. 상기 노출은 밀폐된 용기 중에서 수행하는 것일 수 있다. 상기 노출은 30 내지 50W의 전력에서 20초 내지 60초 동안 N2 유속은 1 내지 5 sccm (standard cubic centimeter per minutes)일 수 있다.
상기 노출은 질소 및/또는 암모니아 분자에 전자기장을 인가하여 플라즈마를 발생시켜 표면에 접촉시키는 것일 수 있다. 상기 플라즈마 발생 온도는 100℃ 이하, 예를 들면, 상온 또는 25℃ 내지 100℃의 온도일 수 있다.
상기 방법은 폴리실록산 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 제공하는 단계는 폴리실록산 물질의 제1 표면을 산소 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 노출은 밀폐된 용기 중에서 수행하는 것일 수 있다. 산소 플라즈마 노출은 70 내지 100W의 전력에서 60 초 내지 180초 동안 산소 유속 30 내지 50 sccm에서 수행될 수 있다.
상기 노출은 산소 분자에 전자기장을 인가하여 플라즈마를 발생시켜 표면에 접촉시키는 것일 수 있다. 상기 플라즈마 발생 온도는 100℃ 이하, 예를 들면, 상온 또는 25℃ 내지 100℃의 온도일 수 있다.
상기 방법은 상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면과 접촉시켜, 플라스틱 물질의 제1 표면을 폴리실록산 물질의 제1 표면에 결합시키는 단계;를 포함한다. 상기 접촉은 플라스틱 물질의 제1 표면과 폴리실록산 물질의 제1 표면 사이에 압력을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 압력은 1kPa이하, 예를 들면, 1 내지 1000Pa, 10 내지 1000Pa, 50 내지 1000Pa, 100 내지 1000Pa, 200 내지 1000Pa, 500 내지 1000Pa, 700 내지 1000Pa, 800 내지 1000Pa, 1 내지 900Pa, 10 내지 800Pa, 50 내지 600Pa, 50 내지 500Pa, 50 내지 100Pa, 100 내지 800Pa, 또는 100 내지 500Pa일 수 있다. 상기 접촉은 100℃ 이하, 예를 들면, 10 내지 100℃, 20 내지 100℃, 30 내지 100℃, 50 내지 100℃,10 내지 70℃,10 내지 50℃,10 내지 30℃, 10 내지 25℃, 또는 1 내지 50℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 접촉 단계 후에, 어닐링하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 어닐링은 플라스틱의 유리전이 온도 (Tg) 이하에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 어닐링은 상기 결합 산물을 25℃ 내지 100℃에서 처리하는 것일 수 있다. 상기 어닐링은 2 내지 10시간, 예를 들면, 2 내지 5시간 동안 수행하는 것일 수 있다.
상기 방법은 또한, 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면 (opposite surface)에 산소 플라즈마를 제공하는 단계; 제2 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계; 상기 폴리실록산이 접촉된 제2 플라스틱 물질의 제1 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계; 및 상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 제2 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산의 제1 표면의 맞은편 표면과 접촉시켜, 제2 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면에 결합시키는 단계;를 더 포함할 수 있다. 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산의 제1 표면의 맞은편 표면 (opposite surface)에 산소 플라즈마를 제공하는 단계는 위에서 언급된 "플라스틱 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하는 단계"와 동일 또는 유사하게 수행될 수 있다. 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산의 제1 표면의 맞은편 표면 (opposite surface)에 산소 플라즈마를 제공하는 단계는 위에서 언급된 "플라스틱 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하는 단계"와 동시 또는 별도로 수행될 수 있다. 제2 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계는, "플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계"에 대하여 설명한 바와 같으며, "제2 플라스틱 물질" 및 그의 "제1 표면"은 "플라스틱 물질" 및 그의 "제1 표면"에 대하여 설명한 바와 동일하다.
상기 폴리실록산이 접촉된 제2 플라스틱 물질의 제1 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계는 "상기 폴리실록산이 접촉된 제1 플라스틱 물질의 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계"에 대하여 설명한 바와 같다.
상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 제2 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산의 제1 표면의 맞은편 표면과 접촉시켜, 제2 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라스마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면에 결합시키는 단계는 "상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면과 접촉시켜, 플라스틱 물질의 제1 표면을 폴리실록산 물질의 제1 표면에 결합시키는 단계"에 대하여 설명된 바와 동일 또는 유사하게 변형하여 수행된다.
제2 플라스틱 물질의 제1 표면은 일부 또는 전부에 미세 구조가 형성되어 있는 것일 수 있다. 상기 미세 구조는 반드시 마이크로미터 수준의 차원을 갖는 것을 의미하는 것은 아니며, 작은 차원의 구조를 갖는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 미세 구조는, 적어도 하나의 단면, 즉 직경, 넓이, 높이 등이 10nm 내지 100mm, 또는 10 내지 10mm의 차원을 갖는 것일 수 있다. 상기 미세구조는 유체 흐름의 통로를 제공할 수 있는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 미세구조는 채널, 챔버, 입구, 및 출구로 구성되는 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 상기 미세 구조는 상기 기판의 표면 또는 내부, 또는 표면과 내부에 일부분이 형성되어 있는 것일 수 있다. 제3 표면의 미세구조는 플라스틱에서 미세구조를 형성하기 위한 알려진 방법, 예를 들면, 사출 성형, 포토리소그래피 및 리가 방법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법에 의하여 형성되는 것일 수 있다. 상기 미세구조는 유체압에 의하여 탄성막 (예, PDMS 막)을 신장시켜 밸브를 개폐할 수 있도록 하는 공압 챔버 (pneumatic chamber)를 포함하는 공압층 (pneumatic layer)일 수 있다.
상기 폴리실록산, 예를 들면, 폴리실록산 막은 플라스틱 물질의 제1 표면 및/또는 제2 플라스틱 물질의 제1 표면 사이의 접촉가능한 실질적으로 전면을 통하여 결합되는 것일 수 있다. 상기 폴리실록산은 단순한 형태의 막으로서 미세구조가 형성되어 있지 않은 것일 수 있다. 또한, 다른 구체예에서, 폴리실록산은 채널, 챔버, 밸브의 전부 또는 일부를 구성하는 미세구조, 예를 들면, 함몰부 (recess) 및 철부 (凸部)를 포함하는 것일 수 있다. 상기 폴리실록산은, 예를 들면, 폴리실록산 막은 또한 상기 플라스틱 물질의 제1 표면 및/또는 제2 플라스틱 물질의 제1 표면 사이의 일부 면을 통하여 결합되는 것일 수 있다.
상기 방법은 또한, 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면 (opposite surface)에 산소 플라즈마를 제공하거나, 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하거나, 또는 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면 (opposite surface) 및 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면 모두에 산소 플라즈마를 제공하는 단계; 및 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면을 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면과 접촉시켜, 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면을 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면에 결합시키는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면은 미세구조가 형성되어 있는 것일 수 있다.
상기 결합 산물은 미세유동 장치 (microfluidic device)일 수 있다. 상기 미세유동 장치는 하나 이상의 미세 구조물을 포함하는 장치를 말한다. "미세 구조"에 대하여는 상기한 바와 같다. 상기 미세유동 장치는 입구와 출구가 하나 이상의 채널을 통하여 연결되어 있는 미세유동 장치일 수 있다. 상기 미세유동 장치는 밸브, 펌프 및 챔버 등의 추가적인 구조를 더 포함할 수 있다.
상기 미세유동 장치는 제1 표면을 포함하는 제1 플라스틱 기판은 유체 채널이 형성되어 있는 표면을 포함하고, 제1 표면을 포함하는 제2 플라스틱 기판은 공압 채널이 형성되어 있는 표면을 포함하고, 제1 플라스틱 기판과 제2 플라스틱 기판의 각 제1 및 제1 표면 사이에 폴리실록산, 예를 들면, 폴리실록산 막이 위치하여 상기 공압 채널에 압력 또는 진공을 인가하는 경우 상기 막을 굴절하게 하여 상기 유채 채널 내의 유체의 흐름을 조절하도록 하는 것일 수 있다. 상기 막은 통상 상기 유채 채널 내의 유체 흐름을 막고 있으며 상기 공압 채널에 압력 또는 진공을 인가하는 경우 막을 굴절하게 하여 상기 유채 채널 내에 유체가 흐르도록 하는 것일 수 있다. 상기 미세유동 구조물은 추가적인 표면 및 막을 포함할 수 있다. 상기 추가적인 표면은 유체 흐름을 위한 통로를 제공하기 위한 추가적일 채널일 수 있다. 제1 플라스틱 기판은 유체 흐름을 위한 통로를 제공하기 위한 복수의 바이어스 채널을 포함할 수 있다. 상기 미세유동 구조물은, 펌프의 일부로서 배치된, 상기 막을 사용하여 구현된 복수 개의 밸브를 포함하는 것일 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 방법의 단계 중 하나 이상, 예를 들면 모든 단계가 액체 중이 아닌 주위 분위기 또는 건조한 상태에서 수행되는 것일 수 있다.
상기 방법에 있어서, 플라스틱 물질은 표면에 산화실리콘 (SiO2)으로 코팅되지 않은 것일 수 있다. 따라서, 상기 방법은 상기 플라스틱 물질의 표면에 산화실리콘 층을 형성하는 단계를 포함하지 않는 것일 수 있다.
상기 방법에 있어서, 상기 플라스틱 물질-폴리실록산-플라스틱 물질의 구조에 있어서, 플라스틱 물질-폴리실록산의 연결과 폴리실록산-플라스틱 물질의 연결에는 결합 (adhesion)을 개선시키기 위한 프라이머 조성물 (primer composition)을 표면에 도포 또는 노출시키는 단계를 포함하지 않는 것일 수 있다.
다른 양상은 상기한 방법에 의하여 제조된 플라스틱 물질과 폴리실록산이 결합된 구조체를 제공한다. 상기 플라스틱 물질, 폴리실록산, 또는 그 조합은 미세구조가 형성되어 있는 것일 수 있다.
다른 양상은 상기한 구조체를 포함하는 미세유동 장치를 제공한다. 상기 미세유동 장치에 있어서, 상기 폴리실록산은 막의 형태이고, 상기 폴리실록산의 산소 플라즈마가 제공된 제1 표면은 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 상기 플라스틱 물질의 제1 표면에 결합되어 있는 것일 수 있다. 또한, 상기 미세유동 장치는 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산의 제1 표면의 맞은편 표면과 결합된 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 제2 플라스틱물질의 제1 표면을 더 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 미세유동 장치는 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산의 제1 표면의 맞은편 표면과 결합된 제2 폴리실록산의 제1 표면을 더 포함하는 것일 수 있다.
다른 양상은 제1 표면을 갖는 제1 플라스틱 기판; 제1 표면을 갖는 제2 플라스틱 기판; 및 제1 플라스틱 기판과 제2 플라스틱 기판 사이에 위치하는 폴리실록산층을 포함하고, 상기 폴리실록산층은 산소 플라즈마가 제공된 제1 표면은 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 제1 플라스틱 기판의 폴리실록산이 접촉된 제1 표면에 결합되어 있고 산소플라즈마가 제공된 제1 표면의 맞은편 표면은 제2 플라스틱 기판의 폴리실록산이 접촉된 제1 표면과 결합되어 있는 것인 미세유동 장치를 제공한다.
다른 양상은 제1 표면을 갖는 제1 플라스틱 기판; 제1 표면을 갖는 제2 폴리실록산 기판; 및 제1 플라스틱 기판과 제2 폴리실록산 기판 사이에 위치하는 폴리실록산층을 포함하고, 상기 폴리실록산층은 산소 플라즈마가 제공된 제1 표면은 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 제1 플라스틱 기판의 폴리실록산이 접촉된 제1 표면에 결합되어 있고 산소 플라즈마가 제공된 제1 표면의 맞은편 표면은 제2 폴리실록산 기판의 제1 표면과 결합되어 있는 것으로서, 제1 표면의 맞은편 표면, 제2 폴리실록산 기판의 제1 표면 또는 그 조합은 산소플라즈마가 제공된 것인 미세유동 장치를 제공한다.
일 양상에 따른 2개 표면을 결합시키는 방법에 의하면, 2개 표면을 효율적으로 결합시킬 수 있다. 또한, 상기 결합 산물은 가수분해에 대하여 우수한 저항성을 갖는다. 또한, 가공하기 위한 플라스틱 표면을 효율적으로 결합시킬 수 있으므로, 다양한 구조를 만들기에 편리하고 비용이 적게 소요될 수 있다.
다른 양상에 따른 구조체 및 그를 포함하는 미세유동 장치는 가수분해에 대하여 우수한 저항성을 갖는다.
도 1은 PDMS 접촉된 폴리스티렌 기판에 대한 TOF-SIMS 분석 그래프를 나타낸다.
도 2는 도 1 중 H, C, O, 및 Si에 해당하는 신호를 실험군 및 대조군을 중첩시킨 것이다.
도 3은 PDMS 접촉된 폴리스티렌 기판 (도 3A) 및 PDMS (도 3B)에 대한 FT-IR 분석 그래프를 나타낸다.
도 4는 폴리실록산 접촉된 폴리스티렌 기판과 폴리실록산 막을 사용하여 미세유동 장치를 제조한 일 예를 나타낸다.
도 5는 도 4의 과정에 의하여 제조된 미세유동 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 밸브 시트 (40) 부분을 확대한 것으로서, 폐쇄 (도 6A) 및 개방 (도 6B) 상태의 밸브 시트를 나타낸 것이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1:
(1) 폴리스티렌 기판에 대한 폴리실록산의 접촉
구체적으로, 폴리스티렌 기판 (사각형, 5 cm x 9cm, 두께 0.2cm)을 지지대 상에 올려놓고, 폴리실록산으로서 PDMS (사각형, 5 cm x 9cm, 두께 250cm: Rogers사, HT-6240 model)를 상기 폴리스티렌 기판의 제1 표면에 올려놓고, 실온에서 50Pa의 압력을 1분 동안 인가하였다. 이렇게 얻어진 PDMS 접촉된 폴리스티렌 기판의 표면에 대하여 TOF-SIMS (Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)를TOF-SIMS 4model(ION-TOF社)기기를 사용하여 표면의 원소 성분을 분석하였다. 가속 전압은 Bi25kev, 전류는 1pA, 측정 면적은 200x200um이다. 대조군으로서, PDMS 접촉되지 않은 동일 크기 및 모양의 폴리스티렌 기판을 사용하였다.
도 1은 PDMS 접촉된 폴리스티렌 기판에 대한 TOF-SIMS 분석 그래프를 나타낸다. 도 1A는 대조군으로서, PDMS 접촉되지 않은 동일 크기 및 모양의 폴리스티렌 기판에 대한 것이며, 도 1B는 실험군으로서, PDMS 접촉된 폴리스티렌 기판에 대한 것이다. 도 1A 및 도 1B에서, C, 및 O는 각각 C, 및 O에 해당하는 피크를 나타내고 있다. x8, x32, 및 x64는 각각 이 배수로 확대한 것을 나타낸다. 피크 확대 표시는 질량 기준으로 30, 80, 및 160에서 자동으로 실행되었으며, 분자량에 따른 검도 차이를 나타낸다. 도 1A 및 도 1B에서, 가로 축은 분자량을 나타내는 mass/u이고, 세로 축은 강도 (intensity)로서 임의의 단위 (artitrary unit)를 나타낸다.
도 2는 도 1 중 H, C, O, 및 Si에 해당하는 신호를 실험군 및 대조군을 중첩시킨 것이다. 도 2A, B, C, 및 D는 각각 H, C, O, 및 Si에 대한 그래프를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 대조군에 비하여 실험군에서 산소 (50%) 및 실리콘 함량 (200%)이 증가하였다. 이는 폴리스티렌 기판에 PDMS를 접촉시킴으로써, PDMS의 실록산 모이어티가 폴리스티렌 기판에 전달되었다는 것을 나타낸다.
또한, 상기 대조군 및 실험군 폴리스티렌 기판에 대하여 FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy)를 Varian 670-IR(Varian社)를 사용하여 흡광 신호를 분석하였다.
도 3은 PDMS 접촉된 폴리스티렌 기판 (도 3A) 및 PDMS (도 3B)에 대한 FT-IR 분석 그래프를 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 대조군 대비 실험군 폴리스티렌 기판에서 -CH3, 및 -Si-O-Si- 모이어티가 증가되었다. 특히, PDMS의 -CH3 모이어티가 확실히 증가되는 경향을 보여 고분자량의 폴리실록산 보다는 낮은 분자량의 폴리실록산이 전사된 것으로 여겨지나, 청구된 발명의 범위가 특정한 기작에 한정되는 것은 아니다. 이는 상기 접촉에 의하여 폴리스티렌 기판에 PDMS의 실록산 모이어티가 전달되어 부착되어 있다는 것을 나타낸다. 도 3에서, -CH3 및 화살표는 각각 -CH3에 해당하는 주파수 및 -Si-O-Si-의 비대칭 및 대칭 스트레칭을 나타내는 주파수이다.
(2) 폴리실록산 접촉된 폴리스티렌 기판과 폴리실록산의 직접 결합에 의한 미세유동 장치의 제조
(2.1) 미세유동 장치의 제조
폴리실록산 접촉된 폴리스티렌 기판과 폴리실록산 막을 사용하여 미세유동 장치를 제조하였다. 도 4는 폴리실록산 접촉된 폴리스티렌 기판과 폴리실록산 막을 사용하여 미세유동 장치를 제조한 일 예를 나타낸다.
미세유동 장치의 제조방법을 도 4를 참조하여 설명하면, 다음과 같다. 먼저, 폴리스티렌으로 된 유체층 (fluidic layer: 10)은 유체가 흐를 수 있도록 된 채널을 포함하고 있다. 상기 유체층 (10)의 제1 표면과 폴리실록산으로서 막 형상의 PDMS (20)의 제2 표면을 접촉시킨다 (A). 이 경우, 접촉은 실온에서 50kPa 이하의 압력 조건에서 수행되었다. 다음으로, 접촉 후 상기 PDMS 막 (20)을 상기 유체층 (10)으로부터 떼어낸다 (B). 다음으로, 상기 PDMS 막이 접촉된 유체층 (10)의 제1 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공한다 (C). 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공은 플라즈마 전력 (power) 30 내지 50W, 기체 유속 1 내지 5sccm, 시간은 20초 내지 60초이다. 그 결과, 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 유체층 (10)을 얻었다.
한편, 공압 채널 (pneumatic channel)이 형성되어 있는 PDMS로 된 공압층 (pneumatic layer: 30)의 제3 표면과 산소 플라즈마가 제공된 PDMS 막 (20')을 접촉시켜 PDMS 막과 공압층 (30)을 결합시켰다. 그 결과, PDMS 막 (20')이 결합된 공압층 (30)을 제조하였다. 이때, 상기 산소 플라즈마는 플라즈마 전력 (power): 70 내지 100W, 기체 유속: 30 내지 50 sccm, 노출시간은 60 내지 180초 동안 제공되었다. 다음으로, PDMS 막 (20')이 결합된 공압층 (30)의 PDMS 막 (20')에 산소 플라즈마를 제공하였다. 이때, 상기 산소 플라즈마는 플라즈마 전력 (power): 70 내지 100W, 기체 유속: 30 내지 50 sccm, 노출시간은 60 내지 180초 동안 제공되었다. 산소 플라즈마가 제공된 PDMS 막 (20')이 결합된 공압층 (30)의 PDMS 막 (20')과 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 유체층 (10)의 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 제1 표면을 접촉시켜, 결합시켰다 (E). 그 결과, 유체층 (10) 및 공압층 (30)이 PDMS (20', 또는 20)를 매개로 하여 결합되어 있는 미세유동 장치를 얻었다. 상기 미세유동 장치는 마이크로 온-칩 밸브 장치 (micro on-chip valve device: MOVe device)일 수 있다.
미세유동 장치의 제조방법은 도 4에 기재된 과정의 일부 수정하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 도 4에는 두 종류의 PDMS 막 (20', 20)이 언급되어 있고, PDMS 막 (20)은 유체층 (10)에 접촉되어 실록산 모이어티를 전달하는 과정에서만 사용되는 것으로 되어 있다. 그러나, 유체층 (10)에 실록산 모이어티를 전달하는 과정에 사용된 PDMS는 PDMS 막 (20')와 다른 것이 아니라, 공압층 (30)에 결합된 PDMS 막 (20) 그 자체로서 유체층 (10)에 접촉되고 이탈되어 실록산 모이어티를 전달할 수도 있다. 그 외의 과정은 상기한 바와 같다.
도 4에 나타낸 과정은 하나 이상의 단계, 예를 들면 모든 단계가 주위 분위기 또는 건조한 상태에서 수행되는 것일 수 있다.
도 5는 도 4의 과정에 의하여 제조된 미세유동 장치의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 미세유동 장치는 유체층 (10)과 공압층 (30)과 상기 유체층 (10)과 공압층 (30) 사이에서 결합시키는 폴리실록산 (20)을 포함한다. 상기 유체층 (10)은 플라스틱 (예, 폴리스티렌)이고, 상기 공압층 (30)은 폴리실록산 (예, PDMS)이고, 상기 폴리실록산 (20)은 PDMS 막일 수 있다. 상기 유체층 (10)은 미세구조를 포함한다. 상기 미세구조는 유체 입구 포트 (fluidic inlet port) (12), 유체 챔버 (fluidic chamber) (14), 유체 채널 (fluidic channel) (16), 밸브 시트 (valve seat)(40) 및 유체 출구 포트 (fluidic outlet port) (18)를 포함한다. 상기 밸브 시트 (valve seat)(40)는 상기 PDMS 막 (20)이 접촉하거나 이탈되는 경우 유체 채널 (16)이 폐쇄 또는 개방될 수 있도록 하기 때문에, 밸브로서의 역할을 수 있도록 한다. 상기 공압층 (30)은 공압 포트 (pneumatic port)(32)와 공압 채널 (pneumatic channel) (34)을 포함한다. 공압 포트 (32)에 양 또는 음의 공압을 제공함으로써 상기 PDMS 막 (20)이 상기 밸브 시트 (40)와 접촉하거나 이탈되도록 함으로써, 유체 채널 (14, 16)이 폐쇄 또는 개방될 수 있도록 한다. 일 구체예에서, 상기 PDMS 막 (20)은 250 um이고, 상기 유체층 (10)은 2mm이고, 상기 공압층 (30)은 2mm일 수 있다.
도 6은 도 5의 밸브 시트 (40) 부분을 확대한 것으로서, 폐쇄 (도 6A) 및 개방 (도 6B) 상태의 밸브 시트를 나타낸 것이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 유체 채널 (16) 중의 유압이 높거나, 공압 채널 (34) 중의 음압이 강한 경우, 상기 PDMS 막 (20)은 밸브 시트 (40)로부터 이탈되어 유체 채널 (16)을 개방되게 한다.
(2.2) 제조된 미세유동 장치에서 결합 강도의 측정
(2.1)에 따라 제조된 도 5에 나타낸 바와 같은 미세유동 장치에 대하여 PDMS 막 (20)과 유체층 (10) 사이의 결합 강도를 유체 입구 포트 (12)를 통하여 1N NaOH 용액을 1 kPa 내지 300 kPa의 압력을 가하면서 흘려주어 시간에 따른 1N NaOH 용액의 누출 (leak)을 측정하였다. 상기 누출은 CCD 카메라를 통하여 확인하였다. 누출 시간 및 양으로부터 PDMS 막 (20)과 유체층 (10) 사이의 결합 강도를 얻을 수 있다. 상기 미세유동 장치는 두께 250 um PDMS 막 (5cm x 9cm), PDMS 재질의 공압층 (30)으로서, 직경 500um의 공압 채널 (34)을 갖는 공압층 (30) 및 폴리스티렌으로 된 유체층 (10)으로서, 직경 200um의 유체 채널 (16)을 갖는 유체층 (10)을 포함한다.
표 1은 폴리스티렌 표면을 PDMS로 접촉시키지 않고 플라즈마가 공급된 경우, PDMS와의 결합강도를 나타낸 것이다.
폴리스티렌
산소 플라즈마 질소 플라즈마
PDMS
 산소 플라즈마 < 1kPa, 10 sec < 6kPa, 1min
질소 플라즈마 < 1kPa, 10 sec <2kPa, 20 sec
표 1에서, 기재된 압력 및 시간은 1N NaOH 용액을 1k Pa에서부터 10 초 간격에서 압력을 높여 용액의 누출을 CCD 카메라로 측정하였을 때, 누출이 일어나는 최소 압력 및 시간을 나타낸 것이다. CCD 카메라를 통하여 관찰하는 경우 누출 유무는 염색제 (dye) 없이 관찰이 가능하였다. 폴리스티렌에 단순히 질소 플라즈마를 제공하고, PDMS에 산소 플라즈마를 제공한 경우, < 6kPa, 1 min를 나타내어 가장 강한 결합력을 가졌다.
표 2는 PDMS 막에 의하여 접촉된 폴리스티렌 표면에 질소 플라즈마가 공급된 경우, PDMS와의 결합강도를 나타낸 것이다.
PDMS 막에 접촉된 폴리스티렌
산소 플라즈마 질소 플라즈마
PDMS
 산소 플라즈마 < 2kPa, 20 sec > 300kPa, 1 hr*
질소 플라즈마 < 2kPa, 20 sec < 3kPa, 30 sec
표 2에 나타낸 바와 같이, PDMS 막에 접촉된 폴리스티렌에 대하여 산소플라즈마 제공된 PDMS를 접촉시켜 결합시킨 경우, > 300 kPa, 1 hr의 가장 강한 결합력을 보였다. 참고적으로, 폴리스티렌 표면에 SiO2를 스퍼터링 (sputtering)에 의하여 공급하고, PDMS 막 표면에 산소 플라즈마를 제공한 다음, 상기 SiO2 공급된 폴리스티렌 표면에 산소 플라즈마를 제공한 다음, 상기 SiO2 공급된 폴리스티렌 표면과 산소 플라즈마 공급된 PDMS 막을 결합시킨 경우에도 > 300 kPa, 1 hr의 가장 강한 결합력을 보였다.
표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 플라스틱 표면을 PDMS와 접촉시켜 실록산을 플라스틱 표면에 전달하고 부착시키고, 여기에 산소 플라즈마를 제공하는 경우, 산소 또는 질소 플라즈마 공급된 PDMS 막과의 결합력이 다른 경우에 비하여 현저하게 컸다.

Claims (22)

  1. 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계;
    상기 폴리실록산이 접촉된 플라스틱 물질의 제1 표면에 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계;
    폴리실록산 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하는 단계로서, 상기 폴리실록산 물질은 상기 플라스틱 물질의 제1 표면에 접촉된 상기 폴리실록산과는 별개의 것인 단계; 및
    상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면과 접촉시켜, 플라스틱 물질의 제1 표면을 폴리실록산 물질의 제1 표면에 결합시켜 결합 산물을 얻는 단계;를 포함하는 2개 표면을 결합시키는 방법으로서, 상기 플라스틱 물질의 제1 표면은 미세 구조가 형성되어 있고, 상기 플라스틱 물질의 제1 표면과 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면의 결합에 의하여 미세유동 장치가 형성되는 것인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계에 있어서, 상기 폴리실록산은 제2 표면을 갖는 폴리실록산인 것인 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계에 있어서, 상기 접촉은 상기 플라스틱 물질의 제1 표면과 폴리실록산 사이에 압력을 인가하는 것을 포함하는 것인 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계에 있어서, 상기 폴리실록산은 고체 상태인 것인 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 플라스틱 물질의 제1 표면에 폴리실록산을 접촉시키는 단계에 있어서, 상기 폴리실록산은 막 형태인 것인 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 질소 또는 암모니아 플라즈마를 제공하는 단계는 상기 플라스틱 물질의 제1 표면을 질소 또는 암모니아 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 노출은 밀폐된 용기 중에서 플라즈마 전력(power) 30 내지 50W 및 기체 유속 1 내지 5 sccm으로 20초 내지 60초 동안 수행하는 것인 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하는 단계는 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면을 산소 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 노출은 밀폐된 용기 중에서 플라즈마 전력(power) 70 내지 100W 및 기체 유속 30 내지 50 sccm으로 60초 내지 180초 동안 수행하는 것인 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 상기 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면과 접촉시키는 단계는 상기 플라스틱 물질의 제1 표면과 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면 사이에 압력을 인가하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 플라스틱 물질은 탄소-기반 중합체인 것인 방법.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 플라스틱 물질은 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트 (PC), 폴리메타크릴레이트 (PMA), 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA),폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐클로리드 (PVC), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 또는 이들의 조합으로 구성된 것인 방법.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리실록산은 식 1의 구조를 갖고,
    Figure 112014105309894-pat00002
    (식 1)
    식 1 중 R1,R2, 및 R3은 독립적으로 수소 및, 선택적으로 할로로 치환된, 알킬, 아릴, 시클로알킬, 알콕시, 히드록시알킬, 알콕시알킬, 및 히드록시알콕시알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, R4는 수소 및 선택적으로 할로로 치환된, 알킬 또는 아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 정수인 것인 방법.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리실록산은 폴리디메틸실록산 (PDMS) 또는 폴리페닐실록산인 것인 방법.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 상기 플라스틱 물질의 제1 표면을 상기 산소 플라즈마가 제공된 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면과 접촉시켜, 플라스틱 물질의 제1 표면을 폴리실록산 물질의 제1 표면에 결합시켜 결합 산물을 얻는 단계 후에, 어닐링하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 1에 있어서, 산소 플라즈마가 제공된 상기 폴리실록산의 제1 표면의 맞은편 표면 (opposite surface)에 산소 플라즈마를 제공하거나, 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면에 산소 플라즈마를 제공하거나, 또는 산소 플라즈마가 제공된 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면 (opposite surface) 및 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면 모두에 산소 플라즈마를 제공하는 단계로서, 상기 제2 폴리실록산 물질은 산소 플라즈마가 제공된 상기 폴리실록산 물질과는 별개의 것인 단계; 및
    제2 폴리실록산 물질의 제1 표면을 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면과 접촉시켜, 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면을 상기 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면에 결합시키는 단계;를 더 포함하는 것인 방법.
  18. 청구항 17에 있어서, 제2 폴리실록산 물질은 미세구조가 형성되어 있는 것인 방법.
  19. 청구항 1에 의하여 제조된 플라스틱 물질과 폴리실록산 물질이 결합된 구조체를 포함하는 미세유동 장치.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 폴리실록산 물질은 막의 형태이고, 상기 폴리실록산 물질의 산소 플라즈마가 제공된 제1 표면은 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 상기 플라스틱 물질의 제1 표면에 결합되어 있는 것인 미세유동 장치.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 산소 플라즈마가 제공된 폴리실록산 물질의 제1 표면의 맞은편 표면과 결합된 제2 폴리실록산 물질의 제1 표면을 더 포함하는 것인 미세유동 장치로서, 상기 제2 폴리실록산 물질은 산소 플라즈마가 제공된 상기 폴리실록산 물질과는 별개의 것인 미세유동 장치.
  22. 제1 표면을 갖는 제1 플라스틱 기판;
    제1 표면을 갖는 제2 폴리실록산 기판; 및
    제1 플라스틱 기판과 제2 폴리실록산 기판 사이에 위치하는 폴리실록산층을 포함하고, 상기 폴리실록산층은 산소 플라즈마가 제공된 제1 표면은 질소 또는 암모니아 플라즈마가 제공된 제1 플라스틱 기판의 폴리실록산이 접촉된 제1 표면에 결합되어 있고 제1 표면의 맞은편 표면은 제2 폴리실록산 기판의 제1 표면과 결합되어 있는 것으로서, 상기 폴리실록산층의 제1 표면의 맞은편 표면, 제2 폴리실록산 기판의 제1 표면 또는 그 조합은 산소플라즈마가 제공된 것인 미세유동 장치로서, 제2 폴리실록산 기판의 폴리실록산은 폴리실록산층의 폴리실록산과는 별개의 것인 미세유동 장치.
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