張海燕， 趙 斌， 曹 可， 李 磊， 鄭 丹， 馮 飛

(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，上海 201418；2.中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所 傳感技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200050)

0 引 言

氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，如在石油化工、環(huán)境監(jiān)測(cè)、制藥、食品安全和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中都是不可或缺的分析技術(shù)。氣相色譜法是利用載氣(如氮?dú)?、氫氣?作為流動(dòng)相，當(dāng)混合樣品各組分流經(jīng)固定相時(shí)，由于混合樣品中各組分的沸點(diǎn)、分子大小、極性及吸附性質(zhì)的差異而實(shí)現(xiàn)各組分之間的分離。傳統(tǒng)氣相色譜儀由于其體積龐大且功耗高，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)、實(shí)時(shí)、快速檢測(cè)的需要，近年來氣相色譜儀的微型化受到了越來越多的研究者的關(guān)注。

色譜柱主要起分離作用，是氣相色譜儀的核心部件之一[1]，其功耗和體積在整個(gè)色譜系統(tǒng)中占比大，研制微型氣相色譜柱對(duì)實(shí)現(xiàn)氣相色譜儀的微型化具有重要意義。微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical system，MEMS)技術(shù)為色譜柱的微型化提供了新的技術(shù)手段。早在20世紀(jì)70年代后期，Terry S C等人[2]提出基于 MEMS技術(shù)，在直徑為2 in(l in=2.54 cm)的硅片上制造了一個(gè)1.5 m的微型氣相色譜柱芯片，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種氣態(tài)碳?xì)浠旌衔锏姆蛛x和檢測(cè)?；贛EMS技術(shù)制作的微型氣相色譜柱芯片與傳統(tǒng)氣相色譜柱的不同之處在于，其微溝道分布于同一平面內(nèi)，尤為重要的是可設(shè)計(jì)制備出高深寬比的微溝道，可在微溝道內(nèi)采用MEMS技術(shù)沉積、構(gòu)筑固定相，這些都有利于提高微型氣相色譜柱芯片的分離效率，本文綜述了近年來基于MEMS技術(shù)的微型氣相色譜柱芯片方面的研究進(jìn)展。

1 微溝道加工技術(shù)

常用微型氣相色譜柱芯片的襯底材料是硅，而基于MEMS技術(shù)加工而成的微溝道橫截面輪廓取決于其晶格取向、腐蝕工藝條件。腐蝕分為各向同性腐蝕和各向異性腐蝕。各向同性腐蝕劑最常用的是氫氟酸、硝酸和乙酸(HNA)[3]的混合物，通常產(chǎn)生半圓形橫截面，而常用的KOH腐蝕[4]是各向異性腐蝕，可產(chǎn)生梯形或V型橫截面，然而濕法腐蝕都難以制造出具有高深寬比的矩形橫截面。微型氣相色譜柱芯片的一個(gè)重要的幾何特性是高深寬比的微溝道有利于樣品氣體在流動(dòng)相與固定相之間快速達(dá)到平衡，從而提高分離效率[5]；同時(shí)高而窄的微溝道有利于進(jìn)一步減小微型氣相色譜柱芯片的面積；更深的微溝道允許更大的樣品容量，可以減少因?qū)挾葴p小而導(dǎo)致樣品容量的降低。

隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，各向異性干法刻蝕工藝—深反應(yīng)離子刻蝕(deep reactive ion etching,DRIE)硅能夠制造出高深寬比的矩形橫截面[6]。文獻(xiàn)[7]基于DRIE制作了深寬比為22.5︰1的微型氣相色譜柱芯片，其微溝道寬30 μm、深675 μm。Radadia A D等人[8]發(fā)現(xiàn)在DRIE后的尖角處會(huì)產(chǎn)生固定相涂層的聚集[9]，不利于涂敷均勻的固定相層，而在進(jìn)行DRIE后使用各向同性反應(yīng)離子刻蝕(reactive ion etching,RIE)將尖角修圓，可以降低涂敷不均勻的問題。

除了采用DRIE技術(shù)能制備出具有高深寬比的微溝道外，Bhushan A等人[10]采用LIGA工藝制作了寬50 μm、深600 μm的高深寬比(12︰1)的金屬微型氣相色譜柱芯片，制備工藝如圖1所示。a.將聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)板粘合到鈦襯底上;b.采用X射線曝光，顯影去掉暴露于X射線中的PMMA;c.電鍍鎳層;d.去掉背面鈦(Ti)襯底，再電鍍一層鎳(Ni)覆蓋底部以密封微型氣相色譜柱芯片;e.最后在450 ℃下加熱4～6 h，去掉PMMA形成微溝道。

圖1 基于LIGA工藝的微型氣相色譜柱芯片

除了上述加工技術(shù)外，孫建海等人[11]采用激光刻蝕技術(shù)(laser etching technology,LET)，分別在硅片和玻璃襯底上刻蝕出橫截面為0.6 mm×0.6 mm的矩形微溝道，硅與玻璃鍵合后形成深寬比為2,長(zhǎng)度為1.6 m的填充柱。該填充柱中填充了用作固定相的Porapak Q，可完全分離CO，CH4，C2H2，C2H4，C2H6，C3H6，C3H8和C4H10復(fù)雜混合氣體。

2 微型氣相色譜柱芯片柱內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在微氣相色譜領(lǐng)域，微型氣相色譜柱芯片主要分為開管柱、填充柱、多道柱和半填充柱。傳統(tǒng)開管式毛細(xì)管柱中，隨著柱半徑的減小，柱效提高，而在高深寬比的MEMS矩形柱中，柱效與微溝道寬度密切相關(guān)，因?yàn)樵陂_管柱中流動(dòng)是層流，且具有拋物線式速度分布，這意味著溝道中心的氣體分子速率比溝道壁周圍的氣體分子快得多，這將會(huì)導(dǎo)致譜帶展寬，而在較小寬度(或直徑)的微溝道中由于流動(dòng)相中的傳質(zhì)距離相對(duì)較短從而減少了譜帶展寬。但是，減小寬度會(huì)導(dǎo)致微型氣相色譜柱芯片內(nèi)表面積的減少，從而減少了可以有效分離分析物的量，通過涂敷較厚的固定相可以增加樣品容量，但是會(huì)降低分離效率。在開管柱中，固定相僅由微型氣相色譜柱芯片壁支撐，而在填充柱中，固定相由小顆粒吸附劑支撐，可提供更大的樣品容量，但填充柱會(huì)產(chǎn)生更大的壓降和更大的渦流擴(kuò)散，從而降低了分離效率。

多道柱的每個(gè)微溝道內(nèi)包含有多個(gè)平行且較窄的子微溝道，與開管柱相比可提供更高的樣品容量。Zareian-Jahromi M A等人[12]制造了4個(gè)和8個(gè)平行微溝道多道柱。但平行的子微溝道之間流速的差異，使用常規(guī)涂敷技術(shù)對(duì)這些微型氣相色譜柱芯片進(jìn)行涂敷會(huì)使得固定相涂敷不均勻，降低了分離效率，此外，狹窄微溝道需要更高柱前壓力。

ALi S等人[9]設(shè)計(jì)制作了溝道內(nèi)有方形微柱陣列微型氣相色譜柱芯片即半填充柱，半填充柱大大增加了樣品容量，與多道柱相比，半填充柱的微溝道壓降更低，另外，微型氣相色譜柱芯片內(nèi)微柱陣列的存在導(dǎo)致較小的傳質(zhì)距離，從而提高了分離效率。Sun J H等人[13,14]將半填充柱內(nèi)方形微柱陣列改成圓形微柱陣列，降低了由于方形微柱所導(dǎo)致的固定相的聚集效應(yīng)。且Sun J H等人[13]通過仿真研究蛇形柱彎道處微柱陣列的影響，發(fā)現(xiàn)彎道處不含微柱陣列時(shí)流速分布更均勻，更有利于獲得厚度均勻的固定相。Shakeel H等人[15]將微型氣相色譜柱芯片內(nèi)微柱數(shù)量提升至每排6～7個(gè)，增加了柱內(nèi)表面積，提高了柱效，但也使柱前壓急劇增加。為解決增大表面積和保持低柱前壓之間的矛盾，文獻(xiàn)[16～18]設(shè)計(jì)制造了溝道內(nèi)含有橢圓微柱陣列的半填充柱，如圖2所示，相比于圓形微柱，橢圓微柱具有更加均勻的流速分布、更大的表面積，同時(shí)具有更低的柱前壓力。

圖2 溝道內(nèi)含有橢圓形[16]微柱陣列的微型氣相色譜柱芯片的SEM圖

3 微型氣相色譜柱芯片襯底材料

3.1 硅/玻璃微型氣相色譜柱芯片

通常用于微型氣相色譜柱芯片制造的是硅、玻璃材料，硅片經(jīng)過濕法腐蝕或DRIE刻蝕后形成微溝道，然后通過陽極鍵合玻璃以密封微溝道。世界上第一個(gè)微型氣相色譜柱芯片[2]所采用的就是硅、玻璃襯底材料，由于制備工藝成熟可靠，目前硅/玻璃微型氣相色譜柱芯片依舊受到研究者的青睞。除此之外，研究者們采用不同襯底材料，研制出了全硅、金屬、陶瓷、玻璃和聚合物微型氣相色譜柱芯片。

3.2 全硅微型氣相色譜柱芯片

硅的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，對(duì)大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)和溶劑具有化學(xué)抗性，其還具有高熱導(dǎo)率，有助于均勻的溫度分布，而溫度是氣相色譜中特別重要的變量。硅—硅(Si-Si)鍵合是一種在不使用中間粘合劑或聚合物且沒有陽極鍵合所需的電場(chǎng)的情況下將硅鍵合到硅上的工藝。

Yu C M[3]首次采用Si-Si鍵合工藝制造了橫截面為圓形的全硅微型氣相色譜柱芯片。其主要制備工藝包括：1)在硅片上沉積氮化硅(Si3N4)薄膜并旋涂一層光刻膠。2)光刻后采用RIE工藝刻蝕氮化硅。3)使用各向同性的化學(xué)腐蝕技術(shù)在兩個(gè)硅片中分別腐蝕形成半圓形微溝道。4)將兩片硅片對(duì)準(zhǔn)并進(jìn)行預(yù)鍵合后在1 100 ℃退火2 h。

Wang A等人[4]通過各向異性KOH濕法腐蝕在硅片上制造了橫截面為梯形的微溝道，然后將該硅襯底與另一個(gè)新的硅襯底一起氧化后進(jìn)行Si-Si鍵合。

Si-Si鍵合溫度高，Navaei M等人[19]采用硅與硅的金共晶鍵合制備了全硅微型氣相色譜柱芯片，通過金過渡層來實(shí)現(xiàn)Si-Si低溫鍵合。制造工藝過程如圖3所示：a.在硅片上旋涂一層光刻膠，光刻顯影；b.采用DRIE工藝刻蝕硅；c.去掉光刻膠，反面對(duì)準(zhǔn)光刻，經(jīng)DRIE刻蝕形成入口小孔；d.去掉光刻膠，在另一片硅片上沉積200 nm的金與上面所得硅片進(jìn)行共晶鍵合。

圖3 基于金共晶鍵合的全硅微型氣相色譜柱芯片的工藝流程

與Si-Si鍵合相比，共晶鍵合對(duì)表面平整度不均勻、劃痕和顆粒污染的要求不高，Si-Si鍵合是一種高溫工藝，而共晶鍵合溫度較低。全硅微型氣相色譜柱芯片可以在較高溫度下工作并且可以提供更加均勻的溫度分布。

3.3 金屬微型氣相色譜柱芯片

Bhushan A等人[10]首次報(bào)道了鎳微型氣相色譜柱芯片，因?yàn)殒嚲哂懈邿釋?dǎo)率更適合程序升溫，其使用LIGA技術(shù)成功制造了的深寬比高達(dá)12︰1的鎳金屬微型氣相色譜柱芯片。Iwaya T等人[20]制造了一種堅(jiān)固且廉價(jià)的高精度的不銹鋼微型氣相色譜柱芯片。首先在不銹鋼板上通過濕法腐蝕形成一個(gè)半圓形橫截面微溝道，然后將這兩個(gè)不銹鋼板擴(kuò)散鍵合，最終形成了一個(gè)內(nèi)徑約為60 μm的圓形橫截面微型氣相色譜柱芯片。文獻(xiàn)[21]基于3D打印技術(shù)使用Ti6Al4V合金粉末制造了1 m長(zhǎng)的方形螺旋形的內(nèi)徑為500 μm圓形橫截面微型氣相色譜柱芯片。結(jié)果表明，所制備的金屬微型氣相色譜柱芯片能有效分離12種烷烴氣體混合物。Raut R P等人[22]基于MEMS技術(shù)使用Ti制造了一個(gè)5 m長(zhǎng)、100 μm寬和100 μm深的蛇形微型氣相色譜柱芯片，通過動(dòng)態(tài)涂敷法涂敷OV—101(甲基硅酮)作為固定相，該微型氣相色譜柱芯片有效分離了辛烷、癸烷和十二烷。

3.4 陶瓷微型氣相色譜柱芯片

低溫共燒陶瓷(low temperature co-fired ceramic,LTCC)是一種多層基材，近年來，LTCC已被用作微流體分析工具的新襯底。在這種技術(shù)中，溝道是在未焙燒的柔性陶瓷帶中創(chuàng)建的，隨后將其層疊在一起并焙燒以形成整體的帶槽結(jié)構(gòu)。LTCC技術(shù)無需特殊潔凈室即可快速進(jìn)行低成本的制造。Darko E等人[23]通過LTCC技術(shù)制造了陶瓷微型氣相色譜柱芯片，使用動(dòng)態(tài)涂敷法涂敷OV—101作為固定相，測(cè)試發(fā)現(xiàn)該微型氣相色譜柱芯片完全分離了40 ng /μL正構(gòu)烷烴(C8—C20)。陶瓷微型氣相色譜柱芯片的缺點(diǎn)是存在混合氧化物形式的活性位點(diǎn)從而影響分離性能。

3.5 玻璃微型氣相色譜柱芯片

玻璃是非晶態(tài)材料，其刻蝕的寬度和深度難以控制，很難得到具有高深寬比特征的微型氣相色譜柱芯片，但是玻璃可以通過微加工技術(shù)得到近乎于圓形的橫截面的微溝道。Lewis A C等人[24]在2010年報(bào)道了第一個(gè)玻璃微型氣相色譜柱芯片。其使用氫氟酸腐蝕硼硅酸鹽玻璃得到兩個(gè)半圓形橫截面微溝道，將兩片玻璃片的溝道對(duì)齊鍵合形成內(nèi)徑為320 μm圓形橫截面的微溝道，該鍵合無需加熱，是通過范德華力產(chǎn)生了牢固的粘合。使用靜態(tài)涂敷在微型氣相色譜柱芯片內(nèi)表面沉積一層非極性二甲基聚硅氧烷固定相，測(cè)試分離了苯、甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯和鄰二甲苯的標(biāo)準(zhǔn)苯系混合物。

除了采用氫氟酸腐蝕工藝在玻璃襯底上制備微溝道外，基于噴砂加工技術(shù)也能在硼硅酸玻璃片上制備微溝道[25～27]，再用熱鍵合技術(shù)將具有相同微溝道的兩個(gè)玻璃片對(duì)準(zhǔn)鍵合即可。楊麗采用該方法制備了1.8 m長(zhǎng)，內(nèi)徑為1 mm的圓形橫截面微溝道，選用聚乙二醇作為固定相，將涂敷有聚乙二醇的擔(dān)體用超聲波振蕩方法灌入該微型氣相色譜柱芯片中。對(duì)乙醇和丙酮混合物進(jìn)行測(cè)試，分離度達(dá)到了3.1。

3.6 聚合物微型氣相色譜柱芯片

Noh H S等人[28]在2002年在聚對(duì)二甲苯上制造了第一個(gè)聚合物微型氣相色譜柱芯片。Parylene(聚對(duì)二甲苯)是一種聚合物薄膜，具有低熱容和化學(xué)惰性。使用硅作為犧牲材料，通過在兩個(gè)聚對(duì)二甲苯層之間插入薄金屬層，形成三層結(jié)構(gòu)(Parylene /鉑/ Parylene)，金屬膜可以顯著降低聚對(duì)二甲苯層的氣體滲透率。其主要工藝流程如圖4所示:a.硅片上光刻顯影，基于DRIE工藝制作微溝道;b.除去光刻膠，將5 μm的Parylene沉積到硅片上，然后，在Parylene層上濺射1 μm厚的鉑膜，再次沉積5 μm的Parylene在鉑膜上;c.在Pyrex玻璃襯底上沉積 10 μm的Parylene，將上述硅片和玻璃板鍵合在一起;d.鍵合后，將硅襯底溶解在 KOH 溶液中，形成獨(dú)立的Parylene微型氣相色譜柱芯片。

圖4 Parylene微型氣相色譜柱芯片制作流程示意

聚對(duì)二甲苯微型氣相色譜柱芯片的加熱和冷卻速度比硅、玻璃微型氣相色譜柱芯片快得多，因?yàn)樗臒崛萘枯^低，功耗也遠(yuǎn)低于硅/玻璃柱。然而，由于聚對(duì)二甲苯不是良好的熱導(dǎo)體，因此聚對(duì)二甲苯柱的頂部和底部之間存在顯著的溫差。

Malainou A等人[29]報(bào)道了使用聚二甲基硅氧烷 (PDMS)作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料的微型氣相色譜柱芯片的制造。主要工藝流程如圖5所示:a.將硅片用作支撐材料，將SU—8 203旋涂到襯底上，光刻顯影制備SU—8模具;b.將PDMS的預(yù)聚物混合物(基礎(chǔ)預(yù)聚物和固化劑)充分混合，并澆鑄在模具上，在100 ℃下進(jìn)行1 h的熱固化形成微溝道;c.為了改善粘合性，將PMMA上涂有氨基丙基三甲氧基硅烷(APTES)作為中間層，然后再涂上一層PDMS薄層;d.然后將上述PDMS微溝道和PMMA都用氧等離子體活化后鍵合以密封微溝道。

圖5 PDMS微型氣相色譜柱芯片

MacNaughton S等人[30]也使用PDMS作為微型氣相色譜柱芯片襯底材料和固定相，在PDMS上形成溝道，將玻璃片與PDMS經(jīng)過氧等離子體活化后鍵合在一起，通過兩者表面形成不可逆的共價(jià)鍵來密封微溝道。

Rankin M等人[31]制備了一種廉價(jià)的、一次性的微型氣相色譜柱芯片，該微型氣相色譜柱芯片是通過從可重復(fù)使用的模具來制造的，并且制造成本非常低，用具有熱固性預(yù)聚物填充到聚氯三氟乙烯制成的模具中，在真空下脫氣并固化，將固化的聚合物從模具中釋放出來，并用部分固化的熱固性聚合物進(jìn)行密封。這種制造方法最重要的是聚合物的選擇，由滲透性太強(qiáng)的聚合物(例如 PDMS)制成的微型氣相色譜柱芯片會(huì)產(chǎn)生非常寬的分析物譜帶、較差的分辨率和極長(zhǎng)的保留時(shí)間，或者由不可滲透的聚合物(例如環(huán)氧樹脂[32])制成的微型氣相色譜柱芯片分辨率差、峰容量低且保留時(shí)間非常短。Rankin將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 %的二乙氧基二甲基硅烷摻雜到不可滲透的柔性環(huán)氧樹脂中，成功地制作了一種基于相分離(phase-separation)和表面偏析現(xiàn)象(surface segregation phenomenon)的微型氣相色譜柱芯片。該摻雜環(huán)氧樹脂微型氣相色譜柱芯片能分離多種混合物。

4 固定相的制備方法

傳統(tǒng)固定相涂敷方法是動(dòng)態(tài)涂敷[8,33]和靜態(tài)涂敷法[34～37]。然而將這兩種方法用于涂敷微型氣相色譜柱芯片的固定相時(shí)，有其局限性：固定相在微型氣相色譜柱芯片微溝道尖角處聚集，而這些聚集的固定相會(huì)導(dǎo)致譜帶展寬。因此，為了得到均勻的固定相涂層，越來越多的研究者開始基于MEMS技術(shù)在微溝道中制備固定相。

4.1 化學(xué)氣相沉積

化學(xué)氣相沉積法主要是利用含有薄膜元素的一種或多種氣相化合物或單質(zhì)在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的方法，即使在粗糙的表面上也可以生產(chǎn)純凈的、均勻的金屬或聚合物涂層。Stadermann M等人[38]通過化學(xué)氣相沉積將單壁碳納米管(single-walled carbon nano-tube,SWCNT) 作為固定相沉積到微溝道中，該微型氣相色譜柱芯片能分離己烷、辛烷、壬烷和癸烷。

Ricoul F等人[39]首次采用多孔SiOCH薄層作為微型氣相色譜柱芯片的固定相。通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)工藝在微溝道壁上沉積多孔SiOCH薄層，使用兩種前驅(qū)體，一種是二乙氧基甲基硅烷，一種用作致孔劑的純有機(jī)物(降冰片二烯)。然后，通過結(jié)合紫外線和400 ℃的熱退火來去除致孔劑，測(cè)試得到平均孔徑為1.3 nm。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該微型氣相色譜柱芯片可以高效分離BTEX(苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯)混合物。

原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)是一種基于氣態(tài)前驅(qū)體與固體表面的循環(huán)自限反應(yīng)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)。通過將氣相前驅(qū)體脈沖交替地通入反應(yīng)器并在沉積襯底表面上化學(xué)吸附、反應(yīng)而形成沉積膜的一種方法。由于該方法制備固定相厚度精確可控，改善了固定相厚度的均勻性，馮飛等人[40]采用ALD沉積10 nm氧化鋁(Al2O3)作為固定相來研究蛇形柱轉(zhuǎn)彎數(shù)對(duì)微型氣相色譜柱芯片性能的影響。

4.2 物理氣相沉積

物理氣相沉積指在真空條件下，采用物理方法(例如加熱、升華或物理轟擊)，將材料源(固體或液體)表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在襯底表面沉積某種具有特殊功能的薄膜的技術(shù)。Noh H S等人[28]通過物理氣相沉積在微溝道上沉積了聚對(duì)二甲苯作為固定相和微溝道壁。Nakai T等人[41]沉積氨基官能化的聚對(duì)二甲苯作為固定相，沉積Parylene C薄膜作為保形涂層，測(cè)試結(jié)果表明該微型氣相色譜柱芯片可快速分離多種烷烴混合物。

Vial J等人使用濺射技術(shù)分別沉積了二氧化硅(SiO2)[42]、石墨[43]和Al2O3[44]作為固定相。測(cè)試結(jié)果表明該類微型氣相色譜柱芯片能在短時(shí)間內(nèi)完全分離輕烴混合物(甲烷、乙烷和丙烷等)。

Shakeel H等人[45]采用物理氣相沉積了在半填充柱內(nèi)表面沉積金顆粒，金層的平均膜厚為239 nm，然后使用十八烷基硫醇進(jìn)行官能化，使用硅烷化劑進(jìn)行表面鈍化可提高玻璃基材的惰性并限制表面羥基的活性，以減少色譜分離過程中的峰拖尾，該微型氣相色譜柱芯片可完全分離多種烷烴混合物。

5 總結(jié)與展望

與傳統(tǒng)氣相色譜柱相比，基于MEMS技術(shù)的微型氣相色譜柱芯片具有體積小、質(zhì)量小、功耗低、分離速度快等優(yōu)點(diǎn)，便于集成到微型氣相色譜儀中，符合目前氣相色譜儀微型化的發(fā)展趨勢(shì)?；贛EMS技術(shù)可制備出具有高深寬比微溝道的微型氣相色譜柱芯片，可有效提高其柱效，且可以制備出傳統(tǒng)加工技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的多道柱和半填充柱，具有較高的柱效和樣品容量。微型氣相色譜柱芯片襯底材料的選擇多樣，包括硅、玻璃、金屬、陶瓷、聚合物等，各具優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景來選擇。目前微型氣相色譜柱芯片走向應(yīng)用最大的挑戰(zhàn)就是如何獲得均勻的固定相涂層，采用傳統(tǒng)色譜柱涂敷固定相的方法容易在微型氣相色譜柱芯片微溝道的尖角處產(chǎn)生固定相聚集，因此，有必要發(fā)展新的固定相涂層技術(shù)，而采用MEMS技術(shù)中的薄膜沉積工藝可制備出具有重復(fù)性的均勻的固定相膜，有利于改善色譜峰展寬和拖尾，有望成為微色譜領(lǐng)域的常用固定相涂層技術(shù)?？傊S著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微型氣相色譜柱芯片必將走向?qū)嵱没?/p>