[发明专利]一种基于薄双面胶和层叠技术的三维纸芯片及其制备方法

说明书

一种基于薄双面胶和层叠技术的三维纸芯片及其制备方法，本发明涉及一种三维纸芯片及其制备方法。本发明要解决现有三维纸芯片在实现多层分析检测时，需要复杂的折叠逻辑顺序，需要使用纤维素粉末的问题。基于薄双面胶和层叠技术的三维纸芯片由检测层，非检测层及固定板组成，检测层与非检测层之间是层叠结构且通过双面胶连接，芯片上设有若干液体传输通道，液体传输通道是通过在每个检测层中构造疏水区域和吸水区域，并使吸水区域封闭在疏水区域的范围内形成的，同时属于同一个液体传输通道的各层间吸水区域相贯通，被检测液体沿着液体传输通道向下传输分配，使得每层检测层分配的被检测液组分相同；方法：三位纸芯片的加工；三维纸芯片的组装。

技术领域

本发明涉及一种三维纸芯片及其制备方法。

背景技术

纸基微流控芯片Microfluidic paper based analytical devices,μPADs在2007年由Whitesides课题组提出。近年来在各个领域中获得了越来越多的关注，比如，医疗诊断、食品安全检测、环境分析以及细胞培养等。纸芯片通常可以利用PDMS或者光刻胶等在纸表面加工出各种各样的疏水图案或者通道。因而，纸芯片具有低成本、加工简单、安全易处理以及不需要额外的昂贵设备等众多优点。基于光刻或者PDMS绘制等工艺加工纸芯片，往往需要光刻机、光刻胶以及昂贵的喷绘打印机等设备。同时光刻胶往往很难去除干净，残留在纸芯片上的光刻胶还会影响检测结果。而基于喷蜡打印工艺加工纸芯片则有加工简单、快速、容易获得、对环境友好及适合大规模加工。然而普通的喷蜡打印工艺仍然需要喷蜡打印机，在资源有限的偏远地区不容易获得。Wijitar等人2011年提出了基于丝网印刷工艺加工纸芯片的方法。该方法简单，加工材料容易获得，且不需要昂贵的设备。

尽管简易的纸芯片比如试纸条，在世界各地已经得到了广泛的应用，但是它们往往检测灵敏度比较低，只适用于定性的检测。为了解决这个问题，三维的纸芯片得到了进一步的发展和研究。与试纸条相比，三维纸芯片具有更加紧凑的结构，通过在三维的纸芯片设计相应微通道，可实现流体的纵向和横向流动，因而在较小的面积上可以完成多种分析和检测，同时具有消耗样品容量小和操作时间段等优点。Martinez等人通过将多层叠加在一起并用双面胶将各层粘贴在一起，为了保证流体可以在相邻两层之间稳定流动，他们又在双面胶的孔中填入了纤维素粉末。Crooks课题组提出了一个基于折纸技术的三维纸芯片加工方法，避免了双面胶和纤维素粉末的使用。然而当一张纸被折叠成多层结构时，折叠逻辑顺序会比较复杂，此外当三维芯片上下两端的夹板不能很均匀的夹紧时，可能会产生交叉污染。

综上所述，现有技术存在三维纸芯片在实现多层分析检测时(2层以上)，需要复杂的折叠逻辑顺序，且为了保证流体可以在相邻两层之间稳定流动，需要使用纤维素粉末的问题。

发明内容

本发明要解决现有三维纸芯片在实现多层分析检测时(2层以上)，需要复杂的折叠逻辑顺序，且为了保证流体可以在相邻两层之间稳定流动，需要使用纤维素粉末的问题，而提供一种基于薄双面胶和层叠技术的三维纸芯片及其制备方法。

基于薄双面胶和层叠技术的三维纸芯片由检测层、非检测层及固定板组成，检测层与非检测层之间是层叠结构且通过双面胶连接，固定板为两层，且位于最上层的固定板和位于最下层的固定板是通过螺栓固定，基于薄双面胶和层叠技术的三维纸芯片上设有若干液体传输通道，液体传输通道是通过在每个检测层中构造疏水区域和吸水区域，并使吸水区域封闭在疏水区域的范围内形成的，同时属于同一个液体传输通道的各层间吸水区域相贯通，被检测液体沿着液体传输通道向下传输分配，使得每层检测层分配的被检测液组分相同。

一种基于薄双面胶和层叠技术的三维纸芯片的制备方法是按以下步骤进行的：

一、三位纸芯片的加工：

①、首先选择层析纸作为检测层和非检测层，然后用CoreldrawX8软件按检测层和非检测层图案设计丝网印刷版的结构，并制备出相应结构的丝网印刷版；