[發明專利]紙基微流控芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201310349414.0
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103394384A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 徐峰;韓玉龍;王琳;盧天健
• 申請（專利權）人: 廣東順德西安交通大學研究院;西安交通大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 潘雯瑛;秦雪梅

技術領域

本發明涉及一種微流控芯片及其制備方法，特別是涉及一種紙基微流控芯片及其制備方法。

背景技術

微流控芯片提供了一種高效、快速的新型反應平臺，其將樣品預處理、反應、分離和檢測等多重操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成反應全過程，具有液體流動可控、樣品消耗少、分析速度快等優點，現已廣泛應用于化學、生物、醫學等領域中。

傳統的微流控芯片是以玻璃、硅片、高分子聚合物等為基材，通過光刻蝕等技術在這些基材上構建微通道，并集成微閥門和微泵，構成微流控芯片。然而，這種微流控芯片的制備存在操作復雜，需要昂貴的設備以及苛刻的工藝環境等缺陷，嚴重限制了微流控芯片的推廣和應用。

為了克服傳統微流控芯片的缺陷，Martinez等人于2007年提出了紙基微流控芯片[Martinez?et?al.,Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,1318-1320]，以普通濾紙作為基材，利用蠟在紙基材上繪制出功能單元和通道的圖形，構成親水區域（通道），借助紙基纖維素骨架的毛細作用，實現液體在親水通道內的定向流動。與傳統的微流控芯片相比，紙基微流控芯片無需額外的泵送裝置來控制液體的流動，并且具有成本低、制備簡單、無需復雜的設備等優點。然而，由于毛細作用的遷移速度主要受紙基纖維素的微觀結構影響，不利于對液體的流動行為進行控制，而且這種紙基微通道通常會將液體暴露于空氣中，導致流動液體的揮發與污染。

發明內容

基于此，有必要針對現有的微流控芯片所存在的缺陷，提供一種成本低、制備簡單、液體流動可控的紙基微流控芯片及其制備方法。

本發明的另一個目的是提供一種三維紙基微流控芯片及其制備方法。

一種紙基微流控芯片，包括紙基芯片和紙基底片，所述的紙基芯片具有微流體通道，所述的紙基底片對應粘接在所述紙基芯片的底部；所述的紙基芯片、紙基底片分別經液態膠作交聯固化處理。

在其中一種實施方式中，所述的液態膠為有機硅聚合物、環氧樹脂聚合物、噻吩聚合物或尿烷類聚合物；所述的有機硅聚合物包括聚二甲基硅氧烷，所述的環氧樹脂聚合物包括SU8光刻膠，所述的噻吩聚合物包括NOA81紫外固化膠。

在其中一種實施方式中，所述的紙基微流控芯片還包括紙基蓋片或透明蓋片，所述的紙基蓋片或透明蓋片對應粘接在所述紙基芯片的頂部。

在其中一種實施方式中，所述的紙基蓋片或透明蓋片上還設有進樣孔和出樣孔。

在其中一種實施方式中，所述的微流體通道的直徑為100μm～10mm。

在其中一種實施方式中，所述的微流體通道呈直線型、十字型、螺旋型、凸字型或者波紋型等。

在其中一種實施方式中，所述的紙基芯片由兩層或兩層以上的紙基材粘接而成。

一種三維紙基微流控芯片，由本發明所述的紙基微流控芯片經拉伸或折疊形成。

本發明所述的紙基微流控芯片的制備方法，包括以下步驟：

（1）設計微流體通道構型，取紙基材并裁剪出與所述微流體通道構型相匹配的紙基芯片，在紙基芯片上鏤空切割出微流體通道；

（2）取紙基材并切割出與紙基芯片相匹配的紙基底片，將紙基底片對應粘接在紙基芯片的底部；

（3）將粘接后的紙基芯片和紙基底片浸泡于液態膠中，將多余的液態膠除去后，進行交聯固化，制得所述的紙基微流控芯片。

在其中一種實施方式中，所述的液態膠為有機硅聚合物、環氧樹脂聚合物、噻吩聚合物或尿烷類聚合物，通過加熱和/或紫外光照射進行交聯固化。

在其中一種實施方式中，取紙基材或透明膠帶基材并切割出與紙基芯片相匹配的紙基蓋片或透明蓋片，對紙基芯片和紙基底片進行交聯固化后，將紙基蓋片或透明蓋片對應粘接在紙基芯片的頂部。

在其中一種實施方式中，在所述的紙基蓋片或透明蓋片上切割出進樣孔和出樣孔。

在其中一種實施方式中，將所述微流體通道的直徑控制在100μm～10mm的范圍內。

在其中一種實施方式中，所述的微流體通道構型為直線型、十字型、螺旋型、凸字型或者波紋型等。

在其中一種實施方式中，所述的紙基芯片由兩層或兩層以上的紙基材粘接而成。