[發明專利]一種新型磁力自組裝三維紙芯片的制備方法

有效

• 申請號: 201810567189.0
• 申請日: 2018-05-26
• 公開（公告）號: CN108786941B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 鄭國俠;王云華;韓雙
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及三維紙芯片的制備方法，具體涉及一種新型磁力自組裝三維紙芯片的制備方法，包括如下步驟：采用疏水磁性油墨，并通過絲網印刷分別獲得紙芯片的通道層、預處理試劑層和檢測層；用刮板將預處理藥劑通過圖案化印藥絲網印刷在預處理試劑層。用刮板將檢測藥劑通過圖案化印藥絲網印刷在所述檢測層上的檢測區域；將所述通道層、預處理試劑層和所述檢測層按次序疊放在磁性材料制成的墊片上，獲得三維紙芯片。本發明所提供的新型磁力自組裝三維紙芯片的制備方法采用絲網印刷技術，通過改進打印材料，不采用額外地粘接層、也不需要噴膠或者印膠步驟，磁性材料與疏水材料同時印刷，簡化制備步驟，排除膠液滲透堵塞親水通道的風險。

技術領域

本發明涉及一種三維紙芯片的制備方法，具體涉及一種新型磁力自組裝三維紙芯片的制備方法。

背景技術

微流控紙芯片是在紙質基底或紙基材料上通過輸水或親水修飾等方法加工出流體通道網絡，并可以用來進行生物、化學檢測和分析的新型分析器件，也稱紙上微全分析實驗室。它不但具有傳統微流控芯片體積小、試劑消耗少、易攜帶等優點，同時還具有制備簡單、成本低、生物相容性好等優點，是近年來興起的一種新型的微量分析技術平臺，在疾病診斷、病原體檢測、食品安全和環境質量監控等領域具有良好的應用前景。

3D紙芯片由2D紙芯片的疊加所得。3D紙芯片具有立體網絡通道結構，使其具有某些優于2D紙芯片的特點。1)流體的快速輸送，因為Z軸方向的路徑比x，y-平面內的通道路徑要短很多；2)單片裝置內高通量檢測，如在2cm×2cm×1.2mm的裝置內同時進行16個試驗；3)易設計功能部件，如將上層紙片用于過濾。

三維紙芯片的封接技術是三維紙芯片制備中的關鍵技術之一。目前，文獻報道的三維紙芯片加工技術主要有2D紙芯片粘結法和折紙法。2011年，Crooks組報道了用中國傳統的手工折紙技術制作三維紙芯片的新方法。具體制作過程是：首先，用簡單的SU8-紫外光刻技術在一層紙芯片上pattern好通道、儲液池和折痕等分析元件；接著按折痕和一定的折法將該層紙芯片折成多層三維裝置；最后減去四個角放進銷制夾板之間等待進樣分析。折紙法的缺點在于紙層之間較難對準，并且總是存在縫隙，影響流體垂直流動，還需要配置額外的銷制夾板。Whitesides組利用打有孔眼并在孔眼內填充了纖維素粉的不透水雙面膠將兩層或多層經SU8-紫外光刻制得的二維紙芯片枯合疊加在一起，首次制得三維紙芯片。這種方法雖然紙層之間能夠緊密結合，但是制作過程過于困難和繁瑣。2012年，Phillips組報道了一種蠟打印法結合噴膠技術快速、批量制作三維紙芯片的新方法。噴膠法的優點在于紙層結合緊密，操作簡單，但噴膠量難以控制、較難實現圖案化，膠液在濾紙中的滲透會影響通道的親水性能。2016年鄭等報道了通過絲網印刷印膠的封接方法。印膠法能夠實現圖案化并能夠較好的控制膠量，減少了膠液滲透對通道的影響。然而其印膠步驟需要精確套印，工藝依然比較復雜。

目前所有的三維紙芯片制備都包含復雜的組裝盒封接過程。該過程往往是實現芯片批量生產的技術瓶頸。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，提供了一種新型磁力自組裝三維紙芯片的制備方法。

為了達到上述技術效果，本發明包括以下技術方案：一種新型磁力自組裝三維紙芯片的制備方法，包括如下步驟：

(1)采用疏水磁性油墨，并通過絲網印刷分別獲得紙芯片的通道層、預處理試劑層和檢測層；

(2)用刮板將預處理藥劑通過圖案化印藥絲網印刷在預處理試劑層。

(3)用刮板將檢測藥劑通過圖案化印藥絲網印刷在所述檢測層上的檢測區域；

(4)將所述通道層、預處理試劑層和所述檢測層按次序疊放在磁性材料制成的墊片上，獲得三維紙芯片。