[發(fā)明專利]一種紙質微流控芯片的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810385689.2
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108855257B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 謝麗萍;曾何德樂;錢唯
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發(fā)明公開了一種紙質微流控芯片的制備方法，包括如下步驟：通過在模板上加工帶有微流通道的圖案來制備成圖案模板；將液態(tài)阻隔劑涂覆在所述圖案內，使所述圖案模板上形成具有所述圖案的阻隔劑印章；將分析紙與所述阻隔劑印章貼合，使阻隔劑滲入到所述分析紙同一位置上的正反兩面；對正反兩面滲有阻隔劑的所述分析紙進行加熱或UV照射，使阻隔劑在所述分析紙中進行固化，形成紙質微流控芯片。本發(fā)明提供的制備方法操作簡單，僅通過切割圖案模板，無需儀器設備可形成滿足紙質微流道的要求，所獲得的微流通道有效的防止了液體的滲流，為紙質微流控的制作提供了一種高效、低成本且實用的方法。

技術領域

本發(fā)明屬于芯片技術領域，具體涉及一種紙質微流控芯片的制備方法。

背景技術

微流控(MicrofIuidics)是一種使用微管道精確操縱和控制微尺度流體的科學技術。可實現(xiàn)分析物的高靈敏度，高特異性，高通量，低成本檢測，在20世紀90年代初被首次提出后，被認為在生物醫(yī)學研究中具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V泛的應用前景。

紙質微流控芯片(Paper-based Microfluidics)是微流控芯片的一個分支。2007年哈佛大學的Whitesides小組首次提出了紙質微流控的概念，該小組引入了一種光刻圖案濾紙，用于尿液pH和蛋白質的比色分析。不同于傳統(tǒng)的硅基或高聚物微流控芯片，紙質微流控具有生物兼容性好、檢測背景低、無污染、紙張易獲得等優(yōu)勢，可實現(xiàn)多路復用，毛細力驅動的樣品液體運輸?shù)取＿@與世界衛(wèi)生組織(WTO)所提出的有效的床旁檢測(POCT)裝置的指導原則不謀而合。此后，紙質微流控相關的學術研究開始了爆炸性的增長，現(xiàn)在紙質微流控芯片的應用已經(jīng)涉及到了分析化學相關的各個領域，在食品安全、常規(guī)健康監(jiān)測、癌癥早期診斷、環(huán)境監(jiān)測等方面都取得了很好的效果。

紙質微流控芯片基底制作方法雖然多種多樣，如蠟印、噴墨打印、紫外光刻、等離子體處理等，但仍然存在一些問題，如蠟印是以蠟作為紙間隙阻塞材料，防止水向周圍通道的流動，雖然蠟的價格較低，易于獲取，但制作紙質微流控芯片需要使用價格昂貴的噴蠟打印機，而且蠟形成的阻隔在制作時分辨率不高，加熱后通道會模糊，也容易造成有機溶劑的泄漏。噴墨打印是借助噴墨打印機將阻隔劑以微小液珠的形式噴到紙張上，形成通道圖案。此方法可選用材料多樣但受限于噴頭性質，內部溶液不能長期存放，且需要多次打印才能使圖案穩(wěn)定。紫外光刻是先在紙基底上旋涂一層光刻膠或浸漬阻塞劑后使用激光將其固化達到通道構造效果的高精度方法，但這需要高性能的制作儀器，步驟繁瑣，光刻膠如SU-8光膠的價格也較高。等離子刻蝕方法的一個眾所周知的問題是由于等離子氣體會從掩膜下穿過導致下面的襯底經(jīng)常被拉伸，導致處理后的圖案比掩模更大。從而降低了可重現(xiàn)度。由于這些原因，紙質微流控芯片的目標用戶為條件較差的發(fā)展中國家和部分貧困地區(qū)，這些國家和地區(qū)往往不具備開展制作紙質微流控芯片的條件，不能很好的使用這一低成本，高靈敏度，高通量的分析檢測儀器，因此，需要一種紙質微流控芯片的制備方法來解決了這一問題。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種紙質微流控芯片的制備方法。

為解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明采取的技術方案為：

一種紙質微流控芯片的制備方法，包括如下步驟：

通過在模板上加工帶有微流通道的圖案來制備成圖案模板；

將液態(tài)阻隔劑涂覆在所述圖案內，使所述圖案模板上形成具有所述圖案的阻隔劑印章；

將分析紙與所述阻隔劑印章貼合，使阻隔劑滲入到所述分析紙同一位置上的正反兩面；

對正反兩面滲有阻隔劑的所述分析紙進行加熱或UV照射，使阻隔劑在所述分析紙中進行固化，形成紙質微流控芯片。

進一步的，所述模板為折疊模板，所述折疊模板包括至少兩張帶有翻動邊的模板紙，且相鄰兩張所述模板紙通過翻動邊相連接，使所述分析紙能夠夾在兩張所述模板紙之間，進而使所述分析紙的正反兩面能夠同時與所述阻隔劑印章貼合。