超声波喷涂技术在微流控芯片涂层制备中具有独特优势，尤其适用于复杂微通道内的功能化涂层（如亲水/疏水

改性、生物分子固定、防吸附层等），可实现高精度、无接触的均匀涂覆。以下是关键应用指南：

1. 技术优势

– 微尺度覆盖能力：

超声雾化液滴尺寸可控（20-50μm），可穿透微通道（>100μm宽），避免入口堵塞。

– 均匀性：

非气动雾化减少飞溅，形成纳米级均匀薄膜（厚度50nm-5μm）。

– 选择性喷涂：

通过掩膜或程序路径，精准定位涂层区域（如仅限通道内壁）。

– 生物兼容性：

低温喷涂（室温~40℃）保护热敏性生物活性物质（如酶、抗体）。

2. 典型涂层类型与配方

亲水涂层：PEG、PVP、SiO₂纳米颗粒，水/乙醇混合溶剂，固含量1-3wt%

疏水涂层：氟硅烷、PDMS衍生物，庚烷为溶剂，添加0.5%表面活性剂防团聚

生物固定层：壳聚糖、聚赖氨酸、Protein A，磷酸盐缓冲液（PBS）配制，避免超声降解

防蛋白吸附层：BSA、Pluronic F-127，低温喷涂（4℃），流速≤0.5mL/min

3. 关键工艺参数优化

超声波频率：60-100 kHz，高频生成小液滴（<30μm），适配微通道尺寸 喷涂距离：2-5 cm，距离过近导

致湍流，过远降低沉积效率 移动速度：1-10 mm/s，低速提升涂层厚度均一性 基底温度： 25-40℃，促进溶剂

挥发，防止微通道内液滴汇聚 雾化气压：0.01-0.1 MPa，辅助雾化气流需极低，避免破坏微结构 4. 特殊工艺设

计 – 负压辅助渗透： 在芯片出口施加真空（-5~-10 kPa），引导雾化液滴深入高深宽比通道。 – 旋转喷涂： 芯

片置于旋转平台（100-500 rpm），实现3D结构均匀覆盖。 – 多层喷涂： 每层喷涂后80℃固化1分钟，重复2-3次

增强结合力（如SiO₂抗吸附层）。 5. 应用案例 – 细胞培养芯片： 通道内喷涂纤连蛋白（10μg/mL），细胞粘附率

提升3倍。 – 即时检测（POCT）芯片： 在检测区定点喷涂金纳米粒子-抗体复合物，增强拉曼信号。 – 液滴生成芯片：

 疏水涂层喷涂，接触角>120°，液滴生成稳定性提高40%。

操作建议：

1. 预处理：氧等离子清洗芯片（5min）提升涂层附着力。

2. 参数调试：先用空白溶液校准喷涂覆盖区域。

3. 后固化：喷涂后80℃热处理30分钟（生物涂层改用UV固化）。

通过精确控制雾化与沉积过程，超声波喷涂可突破微流控芯片制造的涂层瓶颈，尤其适合高附加值产品的功能化修饰。