聚二甲基硅氧烷的应用

发布日期:2020/10/22 21:04:06

背景及概述^[1][2]

聚二甲基硅氧烷（PDMS无色透明的黏稠液体。具有生理惰性、良好的化学稳定性、电缘性和耐候性，黏度范围广，凝固点低，闪点高，疏水性能好，并具有很高的抗剪能力，可在50～180℃温度内长期使用。用途作为消泡剂、润滑剂、脱模剂，广泛应用与化工、纺织、印染、造纸等行业。聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有良好的生物兼容性、热稳定性和无毒等特性，常用于微流控芯片的制备和空间细胞培养芯片的制作。

同时，PDMS具有良好的渗透性，是各类化学生物传感器的理想载体材料。然而，PDMS黏度高且表面能低，大规模生产均匀的PDMS微粒还难以实现。目前，采用微流道技术可以制备PDMS 微粒.利用微流控法制备出尺寸约500μm 的PDMS微粒。利用微流控法制备出微米级PDMS微粒，但表面粗糙。微流控制备的PDMS颗粒粒径虽然可控，但是效率低，且表面质量差，限制了颗粒的应用.

应用^[3][4]

食品：聚二甲基硅氧烷(二甲基硅油Polydimethylsiloxane)在食品加工过程中常用作消泡剂或上光剂，其允许使用量一般为0.01～0.2g/kg。聚二甲基硅氧烷在人体中的残留会对健康产生危害。我国《食品添加剂使用卫生标准》 (GB27602007)规定“聚二甲基硅氧烷”在食用油脂中的使用量为 10mg/kg，在肉制品中的使用量为0.2g/kg。

材料：聚二甲基硅氧烷是一种具有弹性的高分子聚合物，通常它是由PDMS基质和相应的固化剂按一定的比例热聚合而成。

作为构建微流控芯片的基底材料，PDMS表现出了非常理想的材料特性：良好的绝缘性，能承受高电压，已广泛应用于各种毛细管电泳微芯片的制作；热稳定性高，适合加工各种生化反应芯片，具有很高的生物兼容性和气体通透性，可以用于细胞培养；同时，具有优良的光学特性，可应用于多种光学检测系统；弹性模量低，适合于制作微流体控制器件，如毛细管电泳芯片、微泵等。

PDMS能透过300nm以上的紫外和可见光，并具有无毒、用浇注法能复制微通道加工简便、芯片成本低等特点，是微流控分析芯片制备中使用较多的高聚物材料。此外，PDMS还具有以下优点：原材料价格便宜、制作周期短、耐用性好、封装方法灵活，可以和硅、氮化硅、氧化硅、玻璃等许多材料形成很好的密封。

检测^[3]

聚二甲基硅氧烷的检测方法，包括如下具体步骤：

(1) 称取一定量的样品，加入有机溶剂，超声波振荡提取二甲基硅油，提取液浓缩后上硅胶柱，先用淋洗液淋洗除去油脂杂质，弃去淋洗液，再用洗脱液将二甲基硅油洗脱，收集洗脱液，浓缩后，得到样品溶液；

(2) 取浓度为10～500mg/L的聚二甲基硅氧烷标准品溶液和步骤(1) 制备得到的样品溶液，进行裂解色谱/质谱分析；以质谱全扫描记录它们的总离子流色谱图(TIC)，聚二甲基硅氧烷裂解产物的主要特征成分为六甲基环三硅氧烷。以m/z 207、191、177、133作为测定六甲基环三硅氧烷的质谱特征离子。

(3) 以裂解产物中含量最高的成分六甲基环三硅氧烷作为聚二甲基硅氧烷定性检测的指示成分，分别对标准品溶液及样品溶液的总离子流图作提取离子色谱图(EIC)，检查样品EIC图中对应标准品EIC图中的六甲基环三硅氧烷位置是否有峰(保留时间是否相同)，证明样品中含有聚二甲基硅氧烷。

(4) 以裂解产物中的六甲基环三硅氧烷作为聚二甲基硅氧烷定量检测的指示成分，并以m/z 207作六甲基环三硅氧烷的定量离子，分别对标准品与样品的TIC图作提取离子图(EIC)，根据标准品与样品m/z 207的峰面积比，以外标法计算出聚二甲基硅氧烷的含量。