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一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片

阅读：552发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请提供了一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片，所述的制备方法为，使用激光雕刻机对疏水的纸基表面进行激光处理，经过激光雕刻机处理的区域形成亲水区域，未经过激光处理的区域形成疏水区域，亲水区域的表面涂抹化学悬浮液，形成纸基微流控芯片。本申请的一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片，用了激光可以使疏水纸基表面发生改性，并且二氧化硅悬浮液可以使其表面液体具有流动性这两点机理。该方法步骤简单，并且整个激光处理过程全程可控，精度极高，可以用于制备高精度的纸基微流控芯片。，下面是一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种纸基微流控芯片的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为，使用激光雕刻机对疏水的纸基表面进行激光处理，经过激光雕刻机处理的区域形成亲水区域，未经过激光处理的区域形成疏水区域，亲水区域的表面涂抹化学悬浮液，形成纸基微流控芯片。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的亲水区域包括一个用于滴加样品进行反应的反应区、多个检测试剂滴加区、用于连通检测试剂滴加区和反应区的通道。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的化学悬浮液的固态成分为二氧化硅颗粒。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤，(1)用绘图软件在纸基上绘制微流控芯片图案；
(2)将纸基材料放置在激光雕刻机工作区域，按照设计芯片图案对其表面进行激光处理；
(3)将二氧化硅颗粒与水搅拌，形成二氧化硅悬浮液，并将其涂抹在疏水纸被激光处理过的区域，使二氧化硅悬浮液均匀渗透至亲水区域。
5.一种纸基微流控芯片，其特征在于，所述的纸基微流控芯片包括疏水区域与亲水区域，疏水区域是疏水的纸基表面未被激光处理的区域，亲水区域是疏水的纸基表面被激光处理并被涂抹化学悬浮液的区域。
6.如权利要求5所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述的亲水区域一个用于滴加样品进行反应的反应区、多个检测试剂滴加区、用于连通检测试剂滴加区和反应区的通道。
7.如权利要求5所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述的化学悬浮液的固态成分为二氧化硅颗粒。

说明书全文

一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片

技术领域

[0001] 本发明涉及纸基微流控芯片的领域，具体涉及一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片，使用该方法可以制备高精度的纸基微流控芯片。

背景技术

[0002] 纸张由于来源广泛、造价低廉、易于加工、生物样品相容性较好、可降解等诸多优点,常被用作承载分析诊断测试的基底材料。自2007年起,纸基微流控芯片纸基微流控芯片(Paper-based microfluidic analyticaldevices，μPADs)技术逐渐成为研究的热点,并涉及医学诊断、环境监测、生化分析等多个领域。目前,纸基微流控芯片已成为一种新型的平台技术,在低资源配置地区的快速诊断检测领域显示出了较大的应用潜力。

[0003] 纸基微流控芯片制备的主要工作是在基底纸材料上构造亲水通道和疏水屏障。纸基微流控芯片的制备工艺有很多种，研究人员通过各种方法在纸基材料上构建亲水通道和疏水屏障，采用物理工艺例如喷蜡打印、绘图、喷墨打印、印章压印等方法在亲水纸上构造出疏水屏障，从而使待分析流体按照设定的亲水通道流动，实现各种化学分析；而化学工艺主要是通过光刻、紫外固化、等离子刻蚀等构造流道，实现分析样品的流动控制。

[0004] 以上制备纸基微流控芯片的方法各有利弊。本次制备纸基微流控芯片的方法利用了激光可以使疏水纸基表面发生改性，并且二氧化硅悬浮液可以使其表面液体具有流动性这两点机理。该方法步骤简单，并且整个激光处理过程全程可控，精度极高，可以用于制备高精度的纸基微流控芯片。

发明内容

[0005] 本申请要解决的技术问题是提供一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片。

[0006] 为了解决上述技术问题，本申请提供了一种纸基微流控芯片的制备方法，所述的制备方法为，使用激光雕刻机对疏水的纸基表面进行激光处理，经过激光雕刻机处理的区域形成亲水区域，未经过激光处理的区域形成疏水区域，亲水区域的表面涂抹化学悬浮液，形成纸基微流控芯片。

[0007] 优选地，所述的亲水区域包括一个用于滴加样品进行反应的反应区、多个检测试剂滴加区、用于连通检测试剂滴加区和反应区的通道。

[0008] 优选地，所述的化学悬浮液的固态成分为二氧化硅颗粒。

[0009] 优选地，所述的制备方法具体包括以下步骤，

[0010] (1)用绘图软件在纸基上绘制微流控芯片图案；

[0011] (2)将纸基材料放置在激光雕刻机工作区域，按照设计芯片图案对其表面进行激光处理；

[0012] (3)将二氧化硅颗粒与水搅拌，形成二氧化硅悬浮液，并将其涂抹在疏水纸被激光处理过的区域，使二氧化硅悬浮液均匀渗透至亲水区域。

[0013] 本申请还提供一种纸基微流控芯片，所述的纸基微流控芯片包括疏水区域与亲水区域，疏水区域是疏水的纸基表面未被激光处理的区域，亲水区域是疏水的纸基表面被激光处理并被涂抹化学悬浮液的区域。

[0014] 优选地，所述的亲水区域一个用于滴加样品进行反应的反应区、多个检测试剂滴加区、用于连通检测试剂滴加区和反应区的通道。

[0015] 优选地，所述的化学悬浮液的固态成分为二氧化硅颗粒。

[0016] 本申请的一种纸基微流控芯片的制备方法及纸基微流控芯片，用了激光可以使疏水纸基表面发生改性，并且二氧化硅悬浮液可以使其表面液体具有流动性这两点机理。该方法步骤简单，并且整个激光处理过程全程可控，精度极高，可以用于制备高精度的纸基微流控芯片。附图说明

[0017] 图1是一种基于激光处理的纸基微流控芯片的制备方法的原理图；

[0018] 图2是本发明纸基微流控芯片的图案示意图。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的限定。

[0020] 如图1所示，为本申请的一种基于激光处理的纸基微流控芯片的制备方法的一种实施例。

[0021] 首先，利用电脑二维绘图软件设计完成纸基微流控芯片图案，将其导入激光雕刻机上位机软件中；

[0022] 其次，将纸基材料放置在激光雕刻机工作区域，用计算机控制的CO2激光切割和雕刻系统按照所绘制的图案对其进行雕刻，将仪器调成光栅扫描模式，为避免完全切断纸张，扫描速度与扫描功率不宜过大，对于实验用羊皮纸，设定的参数是CO2 波长10.6μm，扫描功率18W，扫描速度2mm/ms；

[0023] 最后，在疏水纸上经过激光处理的图案部分上多次涂抹提前调制好的二氧化硅悬浮液，干燥后完成整个制备过程。

[0024] 所述的绘图软件包括但不局限于AutoCAD,CorelDRAW等常见二维绘图软件。所述激光处理采用的是优利VLS2.30激光雕刻机。所述具有疏水性质的纸材料包括但不仅限于羊皮纸，蜡纸，板纸等常见具有疏水性的纸材料。

[0025] 如图2所示，为一种纸基微流控芯片，所述的纸基微流控芯片包括疏水区域与亲水区域，疏水区域是疏水的纸基表面未被激光处理的区域，亲水区域是疏水的纸基表面被激光处理并被涂抹化学悬浮液的区域。亲水区域是以样品反应区为中心的二通道微流控芯片区域，每一个通道的一端都设有检测试剂滴加区，另一端连通反应区，反应区用于滴加样品进行反应。所述的化学悬浮液的固态成分为二氧化硅颗粒。

[0026] 以上所述实施例仅是为充分说明本申请而所举的较佳的实施例，本申请的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本申请基础上所作的等同替代或变换，均在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围以权利要求书为准。

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