一種紙質(zhì)微流控芯片的制備方法【專利摘要】一種紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，包括以下步驟：第一步，設(shè)計芯片的圖案；第二步，將甲苯與聚二甲基硅氧烷PDMS按照質(zhì)量比為3:1-8:1混合，攪拌得混合液；第三步，將上述混合液注入噴墨打印機的墨盒中，利用噴墨打印機將所設(shè)計的芯片圖案打印在多孔性膜上，打印完成后，將多孔性膜干燥l-3h，溫度為70-9CTC，取出冷卻，得到微流控芯片。本發(fā)明制備方法簡單，易行，成本低，適合產(chǎn)業(yè)化?！緦＠f明】一種紙質(zhì)微流控芯片的制備方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及芯片領(lǐng)域，尤其是涉及一種紙質(zhì)微流控芯片的制備方法。【
背景技術(shù)：
】[0002]微流控(MicrofIuidics)或微全分析系統(tǒng)(MicroTAS),或芯片上的實驗室(LabOnaChip)是一種以精確操縱和控制微尺度流體，尤其是亞微米結(jié)構(gòu)為主要特征的科學(xué)技術(shù)?！靶酒系膶嶒炇摇敝笇⒗梦⒘骺丶夹g(shù)將多個系統(tǒng)(如樣品制備，混合，分離分析和檢測)集成在一塊芯片上的概念。微流控技術(shù)由Manz等在20世紀90年代初首次提出，通過分析儀器微型化，極大地提高了分離分析的效率和速度。如今，它已經(jīng)發(fā)展成為一個多學(xué)科(工程、物理、化學(xué)、微加工和生物工程)交叉的嶄新的研究領(lǐng)域，并已為許多分析系統(tǒng)帶來微型化的好處。微流控芯片具有以下特點:較少的樣品體積消耗、較小的能量消耗、較小的裝置坐寸ο[0003]紙質(zhì)微流控芯片(Paper-basedMicrofluidics)是近幾年發(fā)展的一種新型微流控芯片。由哈佛大學(xué)的Whitesides小組在2007年首次提出紙質(zhì)微流控芯片概念并制作出紙質(zhì)芯片，在制成的微流控芯片上實現(xiàn)了牛血清白蛋白(BSA)和葡萄糖的同時檢測(MartinezAff,PhillipsST,ButteMJ,etal.Patternedpaperasaplatformforinexpensive,low-volume,portableb1assays[J].AngewandteChemieInternat1nalEdit1n,2007,46(8):1318-1320.)。它利用紙張作為基底代替了以硅、玻璃、高聚物等材料為基底的傳統(tǒng)微流控芯片。微流控芯片材質(zhì)與普通微流控芯片相比較，它無需借助外力系統(tǒng)是通道內(nèi)的液體流動，它是一種將紙基底經(jīng)過親水或疏水加工處理，把親水性的紙材料分割成親水/疏水相間的區(qū)域，形成親水性通道，即微流控通道。紙張的一個重要優(yōu)點就是液體流動不會發(fā)生混合，能流入不同通道內(nèi)，不會干擾實驗結(jié)果，這樣就能保證多通量分析。與傳統(tǒng)的硅、玻璃、高聚物微流控芯片相比，紙質(zhì)微流控芯片具有以下優(yōu)點:成本低、檢測背景低、生物兼容性好、分析系統(tǒng)更易便攜化、后處理簡單等。[0004]目前制作紙質(zhì)微流控芯片的方法包括:光刻法、噴墨刻蝕法、等離子處理法、蠟印法、絲網(wǎng)印刷法等。其中，光刻法步驟繁瑣，且所使用的光膠試劑價格昂貴，不利于批量生產(chǎn)；等離子體處理法中等離子體氣氛容易從鏤空區(qū)滲透到覆蓋區(qū)；蠟印法制作的紙質(zhì)微流控芯片具有分辨率低等缺點?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0005]解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，工藝簡單，成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)。[0006]技術(shù)方案:一種紙質(zhì)微流控芯片的制備方法:第一步，設(shè)計芯片的圖案；第二步，將甲苯與聚二甲基硅氧烷按照質(zhì)量比為3:1-8:1混合，攪拌得混合液；第三步，將上述混合液注入噴墨打印機的墨盒中，利用噴墨打印機將所設(shè)計的芯片圖案打印在多孔性膜上，打印完成后，將多孔性膜干燥l_3h，溫度為70-90°C，取出冷卻，得到微流控芯片。[0007]作為優(yōu)選的是，第一步，圖案有三條相同的溝道，每條溝道的寬度、長度和檢測區(qū)域直徑分別為200Mm、9mm和1.5mm,圖案的線寬為1mm。[0008]作為優(yōu)選的是，聚二甲基硅氧烷由質(zhì)量比為10:1的單體和引發(fā)劑混合而成。[0009]作為優(yōu)選的是，第二步，甲苯與聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量比為8:1。[0010]作為優(yōu)選的是，第三步，多孔性膜為硝酸纖維膜。[0011]作為優(yōu)選的是，第三步，打印完成后，多孔性膜干燥處理2h，溫度為80°C。[0012]作為優(yōu)選的是，第三步，打印機的噴嘴溫度和基板溫度為25°C，打印電壓30-40V，點間距范圍10-80Mm，打印層數(shù)10-15層。[0013]作為優(yōu)選的是，第三步，打印機的點間距30Mffl，打印層數(shù)10層。[0014]本發(fā)明是將PDMS與甲苯的混合液注入打印機中的墨盒中充當(dāng)“墨水”，多孔纖維膜充當(dāng)“紙”，所以制備的微流控芯片稱為紙質(zhì)微流控芯片。[0015]有益效果本發(fā)明先設(shè)計好圖案，直接將PDMS打印在多孔性膜上，省去了光刻法、蠟印、絲網(wǎng)印刷等方法中制備模型的繁瑣過程，簡化工藝，降低了成本，無需特定的模板，所得芯片分辨率高，并且圖案可以根據(jù)需要設(shè)計多條溝道，適合大規(guī)模生產(chǎn)，可應(yīng)用于床旁快速檢測領(lǐng)域?！緦＠綀D】【附圖說明】[0016]圖1為本發(fā)明制備的三條溝道的微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1.溝道，2.檢測區(qū)域，3.加樣區(qū)；圖2為用顯微鏡觀察不同條件下制備的芯片親水性溝道寬度的實物圖，其中，a為實施例I制備的芯片，b為實施例2制備的芯片，c為實施例3制備的芯片?！揪唧w實施方式】[0017]下面的實施例可使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實施例1第一步，利用Photoshop設(shè)計好所需要的芯片圖案，圖案為三條相同的溝道，每條溝道的寬度，長度和檢測區(qū)域直徑分別為180Mm、8mm和1.2mm,圖案的線寬為0.8mm。[0018]第二步，將甲苯與PDMS按照質(zhì)量比3:1混合，攪拌的混合液，其中，PDMS是單體:引發(fā)劑按質(zhì)量比10:1混合而成。[0019]第三步，將上述混合液(俗稱“墨水”)利用注射器通過孔徑大小為0.22ΜΠ1的濾嘴注入噴墨打印機配套的墨盒中，設(shè)定打印機的噴嘴溫度為25°C、基板溫度為25°C、打印電壓為36V、點間距為30Mm和打印10層，打印完成后，將打印有PDMS“墨水”的硝酸纖維膜放入70°C的烘箱中處理3小時，自然冷卻后得到紙質(zhì)微流控芯片，將所得芯片檢測，如圖2中a所示，紙質(zhì)微流控芯片的溝道寬度為155.635Mm。[0020]實施例2第一步，利用Photoshop設(shè)計好所需要的芯片圖案，圖案為五條相同的溝道，每條溝道的寬度，長度和檢測區(qū)域直徑分別為200Mm、9mm和1.5mm,圖案的線寬為1_。[0021]第二步，將甲苯與PDMS按照質(zhì)量比5:1混合，攪拌的混合液，其中，PDMS是單體:引發(fā)劑按質(zhì)量比10:1混合而成。[0022]第三步，將上述混合液(俗稱“墨水”)利用注射器通過孔徑大小為0.22Mffl的濾嘴注入噴墨打印機配套的墨盒中，設(shè)定打印機的噴嘴溫度為25°C、基板溫度為25°C、打印電壓為36V、點間距為30Mm和打印10層，打印完成后，將打印有PDMS“墨水”的硝酸纖維膜放入80°C的烘箱中處理2小時，自然冷卻后得到紙質(zhì)微流控芯片，將所得芯片檢測，如圖2中b所示，紙質(zhì)微流控芯片的溝道寬度為170.283Mm。[0023]實施例3第一步，利用Photoshop設(shè)計好所需要的芯片圖案，圖案為五條相同的溝道，每條溝道的寬度，長度和檢測區(qū)域直徑分別為210Mm、9.5mm和1.8mm,圖案的線寬為1.2mm。[0024]第二步，將甲苯與PDMS按照質(zhì)量比8:1混合，攪拌的混合液，其中，PDMS是單體:引發(fā)劑按質(zhì)量比10:1混合而成。[0025]第三步，將上述混合液(俗稱“墨水”)利用注射器通過孔徑大小為0.22ΜΠ1的濾嘴注入噴墨打印機配套的墨盒中，設(shè)定打印機的噴嘴溫度為25°C、基板溫度為25°C、打印電壓為36V、點間距為30Mm和打印10層，打印完成后，將打印有PDMS“墨水”的硝酸纖維膜放入90°C的烘箱中處理I小時，自然冷卻后得到紙質(zhì)微流控芯片，將所得芯片檢測，如圖2中c所示，紙質(zhì)微流控芯片的溝道寬度為214.227Mm。[0026]測試原理:在本發(fā)明制備的芯片中任選兩個檢測區(qū)域內(nèi)沉積上檢測抗體后，干燥處理，在芯片的圓形加樣區(qū)內(nèi)加入待測樣品溶液，樣品溶液在硝酸纖維素膜的毛細作用下流經(jīng)檢測區(qū)域，此時沉積在檢測區(qū)域的抗體會和待測樣品溶液中的抗原進行結(jié)合，由于待測樣品中的抗原已設(shè)定微球標(biāo)記，所以在檢測區(qū)域會得到相應(yīng)的檢測信號。[0027]紙質(zhì)微流控芯片的親水性溝道寬度將影響芯片的分辨率，親水性溝道越窄，芯片的分辨率將越高，應(yīng)用于檢測中所需要的待測樣品量就越少，實現(xiàn)低成本，便攜化等優(yōu)點。通過實施例1-3可以看出，本發(fā)明所得芯片溝道不僅寬度小，設(shè)定寬度與實際寬度的差距也很小，適合大規(guī)模生產(chǎn)。【權(quán)利要求】1.一種紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:第一步，設(shè)計芯片的圖案；第二步，將甲苯與聚二甲基硅氧烷按照質(zhì)量比為3:1-8:1混合，攪拌得混合液；第三步，將上述混合液注入噴墨打印機的墨盒中，利用噴墨打印機將所設(shè)計的芯片圖案打印在多孔性膜上，打印完成后，將多孔性膜干燥l_3h，溫度為70-90°C，取出冷卻，得到微流控芯片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于:第一步，圖案有三條相同的溝道，每條溝道的寬度、長度和檢測區(qū)域直徑分別為200Mm、9mm和1.5mm,圖案的線寬為1mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于:第二步，聚二甲基硅氧烷由質(zhì)量比為10:1的單體和引發(fā)劑混合而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于:第二步，甲苯與聚二甲基娃氧燒的質(zhì)量比為8:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于:第三步，多孔性膜為硝酸纖維膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于:第三步，打印完成后，多孔性膜干燥2h，溫度為80°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于:第三步，打印機的噴嘴溫度和基板溫度為25°C，打印電壓30-40V，點間距范圍10-80Mm，打印層數(shù)10-15層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述紙質(zhì)微流控芯片的制備方法，其特征在于:打印機的點間距為30Mm，打印層數(shù)10層?！疚臋n編號】B01L3/00GK104209153SQ201410457911【公開日】2014年12月17日申請日期:2014年9月10日優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日【發(fā)明者】葛·瑞金,王洋,楊昕,黃維,謝業(yè)磊申請人:南京郵電大學(xué)