一种纸质微流控芯片的制备方法【专利摘要】一种纸质微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：第一步，设计芯片的图案；第二步，将甲苯与聚二甲基硅氧烷PDMS按照质量比为3:1-8:1混合，搅拌得混合液；第三步，将上述混合液注入喷墨打印机的墨盒中，利用喷墨打印机将所设计的芯片图案打印在多孔性膜上，打印完成后，将多孔性膜干燥l-3h，温度为70-9CTC，取出冷却，得到微流控芯片。本发明制备方法简单，易行，成本低，适合产业化。【专利说明】一种纸质微流控芯片的制备方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及芯片领域，尤其是涉及一种纸质微流控芯片的制备方法。【
背景技术：
】[0002]微流控(MicrofIuidics)或微全分析系统(MicroTAS),或芯片上的实验室(LabOnaChip)是一种以精确操纵和控制微尺度流体，尤其是亚微米结构为主要特征的科学技术。“芯片上的实验室”指将利用微流控技术将多个系统(如样品制备，混合，分离分析和检测)集成在一块芯片上的概念。微流控技术由Manz等在20世纪90年代初首次提出，通过分析仪器微型化，极大地提高了分离分析的效率和速度。如今，它已经发展成为一个多学科(工程、物理、化学、微加工和生物工程)交叉的崭新的研究领域，并已为许多分析系统带来微型化的好处。微流控芯片具有以下特点:较少的样品体积消耗、较小的能量消耗、较小的装置坐寸ο[0003]纸质微流控芯片(Paper-basedMicrofluidics)是近几年发展的一种新型微流控芯片。由哈佛大学的Whitesides小组在2007年首次提出纸质微流控芯片概念并制作出纸质芯片，在制成的微流控芯片上实现了牛血清白蛋白(BSA)和葡萄糖的同时检测(MartinezAff,PhillipsST,ButteMJ,etal.Patternedpaperasaplatformforinexpensive,low-volume,portableb1assays[J].AngewandteChemieInternat1nalEdit1n,2007,46(8):1318-1320.)。它利用纸张作为基底代替了以硅、玻璃、高聚物等材料为基底的传统微流控芯片。微流控芯片材质与普通微流控芯片相比较，它无需借助外力系统是通道内的液体流动，它是一种将纸基底经过亲水或疏水加工处理，把亲水性的纸材料分割成亲水/疏水相间的区域，形成亲水性通道，即微流控通道。纸张的一个重要优点就是液体流动不会发生混合，能流入不同通道内，不会干扰实验结果，这样就能保证多通量分析。与传统的硅、玻璃、高聚物微流控芯片相比，纸质微流控芯片具有以下优点:成本低、检测背景低、生物兼容性好、分析系统更易便携化、后处理简单等。[0004]目前制作纸质微流控芯片的方法包括:光刻法、喷墨刻蚀法、等离子处理法、蜡印法、丝网印刷法等。其中，光刻法步骤繁琐，且所使用的光胶试剂价格昂贵，不利于批量生产；等离子体处理法中等离子体气氛容易从镂空区渗透到覆盖区；蜡印法制作的纸质微流控芯片具有分辨率低等缺点。【
发明内容】[0005]解决的技术问题:针对现有技术问题，本发明提供了一种纸质微流控芯片的制备方法，工艺简单，成本低廉，适合大规模生产。[0006]技术方案:一种纸质微流控芯片的制备方法:第一步，设计芯片的图案；第二步，将甲苯与聚二甲基硅氧烷按照质量比为3:1-8:1混合，搅拌得混合液；第三步，将上述混合液注入喷墨打印机的墨盒中，利用喷墨打印机将所设计的芯片图案打印在多孔性膜上，打印完成后，将多孔性膜干燥l_3h，温度为70-90°C，取出冷却，得到微流控芯片。[0007]作为优选的是，第一步，图案有三条相同的沟道，每条沟道的宽度、长度和检测区域直径分别为200Mm、9mm和1.5mm,图案的线宽为1mm。[0008]作为优选的是，聚二甲基硅氧烷由质量比为10:1的单体和引发剂混合而成。[0009]作为优选的是，第二步，甲苯与聚二甲基硅氧烷的质量比为8:1。[0010]作为优选的是，第三步，多孔性膜为硝酸纤维膜。[0011]作为优选的是，第三步，打印完成后，多孔性膜干燥处理2h，温度为80°C。[0012]作为优选的是，第三步，打印机的喷嘴温度和基板温度为25°C，打印电压30-40V，点间距范围10-80Mm，打印层数10-15层。[0013]作为优选的是，第三步，打印机的点间距30Mffl，打印层数10层。[0014]本发明是将PDMS与甲苯的混合液注入打印机中的墨盒中充当“墨水”，多孔纤维膜充当“纸”，所以制备的微流控芯片称为纸质微流控芯片。[0015]有益效果本发明先设计好图案，直接将PDMS打印在多孔性膜上，省去了光刻法、蜡印、丝网印刷等方法中制备模型的繁琐过程，简化工艺，降低了成本，无需特定的模板，所得芯片分辨率高，并且图案可以根据需要设计多条沟道，适合大规模生产，可应用于床旁快速检测领域。【专利附图】【附图说明】[0016]图1为本发明制备的三条沟道的微流控芯片结构示意图，其中，1.沟道，2.检测区域，3.加样区；图2为用显微镜观察不同条件下制备的芯片亲水性沟道宽度的实物图，其中，a为实施例I制备的芯片，b为实施例2制备的芯片，c为实施例3制备的芯片。【具体实施方式】[0017]下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例1第一步，利用Photoshop设计好所需要的芯片图案，图案为三条相同的沟道，每条沟道的宽度，长度和检测区域直径分别为180Mm、8mm和1.2mm,图案的线宽为0.8mm。[0018]第二步，将甲苯与PDMS按照质量比3:1混合，搅拌的混合液，其中，PDMS是单体:引发剂按质量比10:1混合而成。[0019]第三步，将上述混合液(俗称“墨水”)利用注射器通过孔径大小为0.22ΜΠ1的滤嘴注入喷墨打印机配套的墨盒中，设定打印机的喷嘴温度为25°C、基板温度为25°C、打印电压为36V、点间距为30Mm和打印10层，打印完成后，将打印有PDMS“墨水”的硝酸纤维膜放入70°C的烘箱中处理3小时，自然冷却后得到纸质微流控芯片，将所得芯片检测，如图2中a所示，纸质微流控芯片的沟道宽度为155.635Mm。[0020]实施例2第一步，利用Photoshop设计好所需要的芯片图案，图案为五条相同的沟道，每条沟道的宽度，长度和检测区域直径分别为200Mm、9mm和1.5mm,图案的线宽为1_。[0021]第二步，将甲苯与PDMS按照质量比5:1混合，搅拌的混合液，其中，PDMS是单体:引发剂按质量比10:1混合而成。[0022]第三步，将上述混合液(俗称“墨水”)利用注射器通过孔径大小为0.22Mffl的滤嘴注入喷墨打印机配套的墨盒中，设定打印机的喷嘴温度为25°C、基板温度为25°C、打印电压为36V、点间距为30Mm和打印10层，打印完成后，将打印有PDMS“墨水”的硝酸纤维膜放入80°C的烘箱中处理2小时，自然冷却后得到纸质微流控芯片，将所得芯片检测，如图2中b所示，纸质微流控芯片的沟道宽度为170.283Mm。[0023]实施例3第一步，利用Photoshop设计好所需要的芯片图案，图案为五条相同的沟道，每条沟道的宽度，长度和检测区域直径分别为210Mm、9.5mm和1.8mm,图案的线宽为1.2mm。[0024]第二步，将甲苯与PDMS按照质量比8:1混合，搅拌的混合液，其中，PDMS是单体:引发剂按质量比10:1混合而成。[0025]第三步，将上述混合液(俗称“墨水”)利用注射器通过孔径大小为0.22ΜΠ1的滤嘴注入喷墨打印机配套的墨盒中，设定打印机的喷嘴温度为25°C、基板温度为25°C、打印电压为36V、点间距为30Mm和打印10层，打印完成后，将打印有PDMS“墨水”的硝酸纤维膜放入90°C的烘箱中处理I小时，自然冷却后得到纸质微流控芯片，将所得芯片检测，如图2中c所示，纸质微流控芯片的沟道宽度为214.227Mm。[0026]测试原理:在本发明制备的芯片中任选两个检测区域内沉积上检测抗体后，干燥处理，在芯片的圆形加样区内加入待测样品溶液，样品溶液在硝酸纤维素膜的毛细作用下流经检测区域，此时沉积在检测区域的抗体会和待测样品溶液中的抗原进行结合，由于待测样品中的抗原已设定微球标记，所以在检测区域会得到相应的检测信号。[0027]纸质微流控芯片的亲水性沟道宽度将影响芯片的分辨率，亲水性沟道越窄，芯片的分辨率将越高，应用于检测中所需要的待测样品量就越少，实现低成本，便携化等优点。通过实施例1-3可以看出，本发明所得芯片沟道不仅宽度小，设定宽度与实际宽度的差距也很小，适合大规模生产。【权利要求】1.一种纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:第一步，设计芯片的图案；第二步，将甲苯与聚二甲基硅氧烷按照质量比为3:1-8:1混合，搅拌得混合液；第三步，将上述混合液注入喷墨打印机的墨盒中，利用喷墨打印机将所设计的芯片图案打印在多孔性膜上，打印完成后，将多孔性膜干燥l_3h，温度为70-90°C，取出冷却，得到微流控芯片。2.根据权利要求1所述纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于:第一步，图案有三条相同的沟道，每条沟道的宽度、长度和检测区域直径分别为200Mm、9mm和1.5mm,图案的线宽为1mm。3.根据权利要求1所述纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于:第二步，聚二甲基硅氧烷由质量比为10:1的单体和引发剂混合而成。4.根据权利要求1所述纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于:第二步，甲苯与聚二甲基娃氧烧的质量比为8:1。5.根据权利要求1所述纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于:第三步，多孔性膜为硝酸纤维膜。6.根据权利要求1所述纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于:第三步，打印完成后，多孔性膜干燥2h，温度为80°C。7.根据权利要求1所述纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于:第三步，打印机的喷嘴温度和基板温度为25°C，打印电压30-40V，点间距范围10-80Mm，打印层数10-15层。8.根据权利要求7所述纸质微流控芯片的制备方法，其特征在于:打印机的点间距为30Mm，打印层数10层。【文档编号】B01L3/00GK104209153SQ201410457911【公开日】2014年12月17日申请日期:2014年9月10日优先权日:2014年9月10日【发明者】葛·瑞金,王洋,杨昕,黄维,谢业磊申请人:南京邮电大学