[发明专利]一种可信号放大的纸基微流控芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可信号放大的纸基微流控芯片及其制备方法。本发明纸基微流控芯片，由上至下依次包括加样层、检测层以及底层；所述加样层的中间位置设有加样孔，作为加样区；所述检测层的中间位置设有与加样层的加样孔同轴心的凹槽；所述凹槽内放置有经过预处理的亲水性填充材料，作为检测区；所述底层黏在检测层的底部。本发明纸基微流控芯片通过溶剂的限域挥发，对分析检测样品和生成物定点浓集，实现检测信号的放大。本发明将芯片的各层材料进行裁剪后，通过黏合组合成所述可信号放大的纸基微流控芯片，制备工艺简单，且不采用有毒有害试剂，采用包括裁剪、雕刻、腐蚀、模切、压样或3D打印的方法制作加样孔与凹槽，尺寸精确可控。

技术领域

本发明属于检测芯片制作领域，具体涉及一种可信号放大的纸基微流控芯片及其制备方法。

背景技术

纸基微流控芯片（µPADs）由于制作成本低，体积小，携带方便，检测快速准确等诸多优点而取代了传统的操作复杂、对工艺要求高的以硅、玻璃、石英等为基底的微流控装置，并广泛应用于生物化学分析、医疗诊断、环境监测等多个领域。

制作纸基微流疏水坝的方法有很多，目前主要采用光刻胶、蜡印、喷墨印刷、丝网印刷以及等离子处理和激光处理等技术。

最初在2007年，Whitesides团队使用光胶在紫外灯下借助掩膜进行局部曝光的方法在滤纸上形成疏水“坝”，制作了用于测定葡萄糖和蛋白质的纸基检测器件（Martinez,A. W.; Phillips, S. T.; Butte, M. J.; Whitesides, G. M. Patterned Paper as aPlatform for Inexpensive, Low-Volume, Portable Bioassays. Angew. Chem., Int.Ed. 2007, 46, 1318−1320）。从此也激起了新一轮利用纸设计微流体诊断装置的兴趣，继而引起世界上很多团队的进一步研究。

2008年，Shen等人将滤纸经过烷基烯酮二聚体（AKD）处理，并提出了用等离子技术制作纸基微流控芯片的新方法（Li X, Tian J, Nguyen T H, et al. Paper-basedmicrofluidic devices by plasma treatment.[J]. Analytical Chemistry, 2008, 80(23): 9131-9134.）。2010年，他们使用喷墨打印机在滤纸上直接打印AKD溶液制作纸基微流控芯片，从而改进了通过施胶方法实现微流控装置图案化的技术（Li X, Tian J, ShenW. Progress in patterned paper sizing for fabrication of paper-basedmicrofluidic sensors[J]. Cellulose, 2010, 17(3): 649-659.）。

2009年，Lin团队充分运用蜡通过加热渗入滤纸内制成了具有毫米级亲水通道的纸基芯片，他提出了蜡笔手绘、蜡笔临摹打印图形以及蜡印三种方法制作疏水坝（Lu Y,Shi W, Jiang L, et al. Rapid prototyping of paper-based microfluidics withwax for low-cost, portable bioassay.[J]. Electrophoresis, 2009, 30(9):1497.）。

2013年He等用十八烷基三氯硅烷（OTS）的正己烷溶液浸泡亲水性滤纸,使滤纸由亲水变为疏水。然后,在石英掩模的保护下,通过深紫外光及其在空气中诱导产生的臭氧选择性区域光降解,制得具有亲疏水图案的微流控纸芯片（He Q, Ma C, Hu X, et al.Method for fabrication of paper-based microfluidic devices by alkylsilaneself-assembling and UV/O3-patterning.[J]. Analytical Chemistry, 2013, 85(3):1327.）。