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9016-00-6 / 聚二甲基硅氧烷的應用

背景及概述[1][2]

聚二甲基硅氧烷(PDMS無色透明的黏稠液體。具有生理惰性、良好的化學穩定性、電緣性和耐候性,黏度范圍廣,凝固點低,閃點高,疏水性能好,并具有很高的抗剪能力,可在50~180℃溫度內長期使用。用途作為消泡劑、潤滑劑、脫模劑,廣泛應用與化工、紡織、印染、造紙等行業。聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有良好的生物兼容性、熱穩定性和無毒等特性,常用于微流控芯片的制備和空間細胞培養芯片的制作。

同時,PDMS具有良好的滲透性,是各類化學生物傳感器的理想載體材料。然而,PDMS黏度高且表面能低,大規模生產均勻的PDMS微粒還難以實現。目前,采用微流道技術可以制備PDMS 微粒.利用微流控法制備出尺寸約500μm 的PDMS微粒。利用微流控法制備出微米級PDMS微粒,但表面粗糙。微流控制備的PDMS顆粒粒徑雖然可控,但是效率低,且表面質量差,限制了顆粒的應用.

應用[3][4]

食品:聚二甲基硅氧烷(二甲基硅油Polydimethylsiloxane)在食品加工過程中常用作消泡劑或上光劑,其允許使用量一般為0.01~0.2g/kg。聚二甲基硅氧烷在人體中的殘留會對健康產生危害。我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760 2007)規定“聚二甲基硅氧烷”在食用油脂中的最大使用量為10mg/kg,在肉制品中的最大使用量為0.2g/kg。

材料:聚二甲基硅氧烷是一種具有彈性的高分子聚合物,通常它是由PDMS基質和相應的固化劑按一定的比例熱聚合而成。

作為構建微流控芯片的基底材料,PDMS表現出了非常理想的材料特性:良好的絕緣性,能承受高電壓,已廣泛應用于各種毛細管電泳微芯片的制作;熱穩定性高,適合加工各種生化反應芯片,具有很高的生物兼容性和氣體通透性,可以用于細胞培養;同時,具有優良的光學特性,可應用于多種光學檢測系統;彈性模量低,適合于制作微流體控制器件,如毛細管電泳芯片、微泵等。

PDMS能透過300nm以上的紫外和可見光,并具有無毒、用澆注法能復制微通道加工簡便、芯片成本低等特點,是微流控分析芯片制備中使用較多的高聚物材料。此外,PDMS還具有以下優點:原材料價格便宜、制作周期短、耐用性好、封裝方法靈活,可以和硅、氮化硅、氧化硅、玻璃等許多材料形成很好的密封。

檢測[3]

聚二甲基硅氧烷的檢測方法,包括如下具體步驟:

(1)稱取一定量的樣品,加入有機溶劑,超聲波振蕩提取二甲基硅油,提取液濃縮后上硅膠柱,先用淋洗液淋洗除去油脂雜質,棄去淋洗液,再用洗脫液將二甲基硅油洗脫,收集洗脫液,濃縮后,得到樣品溶液;

(2)取濃度為10~500mg/L的聚二甲基硅氧烷標準品溶液和步驟(1) 制備得到的樣品溶液,進行裂解色譜/質譜分析;以質譜全掃描記錄它們的總離子流色譜圖(TIC),聚二甲基硅氧烷裂解產物的主要特征成分為六甲基環三硅氧烷。以m/z207、191、177、133作為測定六甲基環三硅氧烷的質譜特征離子。

(3)以裂解產物中含量最高的成分六甲基環三硅氧烷作為聚二甲基硅氧烷定性檢測的指示成分,分別對標準品溶液及樣品溶液的總離子流圖作提取離子色譜圖(EIC),檢查樣品EIC圖中對應標準品EIC圖中的六甲基環三硅氧烷位置是否有峰(保留時間是否相同),證明樣品中含有聚二甲基硅氧烷。

(4)以裂解產物中的六甲基環三硅氧烷作為聚二甲基硅氧烷定量檢測的指示成分,并以m/z207作六甲基環三硅氧烷的定量離子,分別對標準品與樣品的TIC圖作提取離子圖(EIC),根據標準品與樣品m/z207的峰面積比,以外標法計算出聚二甲基硅氧烷的含量。

主要參考資料

[1] 食品包裝材料用添加劑使用手冊

[2] 麥文豪, 鄧宇, 郭鐘寧, 等. 激光誘導前向轉移水中制備聚二甲基硅氧烷微粒[J]. 中國機械工程, 2018, 29(08): 979-982.

[3] 劉曉為;王蔚;田麗;宣雷;鮑志勇.一種以聚二甲基硅氧烷為基材的芯片簡易不可逆鍵合方法. CN200510009804.9,申請日20050309

[4] 吳惠勤;黃曉蘭;林曉珊;朱志鑫;馬葉芬;黃芳;鄧欣;羅輝泰.一種聚二甲基硅氧烷的檢測方法.CN201010271709.7,申請日20100903