[发明专利]一种基于水性聚氨酯丙烯酸酯制备纸芯片的方法

说明书

本发明涉及一种基于水性聚氨酯丙烯酸酯制备纸芯片的方法，属于微流控芯片领域。步骤包括：滤纸剪成所需尺寸，浸于含有光引发剂的水性聚氨酯丙烯酸酯溶液，浸透后移至真空干燥箱，60℃烘干0.5~2h；待水分完全挥发后，将带有图案的光胶‑胶片掩膜盖在滤纸上，同时在光胶‑胶片上面盖上玻璃片，使光胶‑胶片紧贴滤纸，置于紫外光刻机内固化；用去离子水将未固化的水性聚氨酯丙烯酸酯冲洗掉，吹干即得到具有亲水性网络通道的纸芯片。本发明所用的水性聚氨酯丙烯酸酯以水作为活性稀释剂，不含有机组分，未固化的水性聚氨酯丙烯酸酯可用去离子水轻松冲洗掉，制备过程也不使用有机溶剂，具有良好的环保性。

技术领域

本发明属于微流控芯片技术领域，具体来说是一种基于水性聚氨酯丙烯酸酯制备纸芯片的方法。

背景技术

微流控芯片技术是指采用微细加工技术，在一块几平方厘米的芯片上制作出微通道网络结构和其他功能单元，并将进样、预处理、生物与化学反应、分离和检测等基本操作集成在芯片上进行的一门新技术。微流控纸芯片是微流控芯片技术中的最新发展领域，由Whitesides 研究组在2007 年首次提出，近年得到迅猛发展。纸芯片是以纸作为分析的基底材料代替传统的石英、玻璃、硅、高聚物等材料，具有成本低廉、生物相容性好、可降解、化学性能良好等优点。通过在纸芯片上构建微流通道，试样可以在设计的通道内通过毛细作用力流动，不需要借助外部动力，可自动驱动待测样品。纸芯片现已应用到诸多领域，尤其是在食品分析检测领域具有广阔的应用前景。

自Whitesides 研究组开启了纸芯片的领域，越来越多的制作纸芯片的材料和技术被开发出来。蜡印技术因其制备过程简单、适于大规模生产，是目前最常用的制备纸芯片的方法，但采用石蜡制备的纸芯片无法阻挡生物分析中常用的有机溶剂和表面活性剂溶液的渗透，芯片结构被破坏，因此在应用上受到一定的限制。SU-8光刻胶制作的纸芯片能在一定程度上阻挡有机溶剂的渗透，但是SU-8光刻胶具有较高的毒性且成本过高，加工条件要求苛刻，难以实现批量生产。Wang等人利用疏水性溶胶-凝胶衍生的甲基倍半硅氧烷制作了纸芯片，并成功地经受住了表面活性剂溶液或有机溶剂的渗透，但是制作过程比较繁琐。Nurak课题组利用丙烯酸漆通过喷涂法制作了纸芯片，制备过程比较简单，但是用这种材料制作的纸芯片柔韧性不佳、易折断，而且聚丙烯酸酯中含有机挥发组分(VOC)，具有一定的刺激性和毒性，对环境和人体健康造成危害。因此有必要寻求一种既能抵抗有机溶剂破坏，成本低廉又兼具环保性的纸芯片制备新方法。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于水性聚氨酯丙烯酸酯制备低成本、环境友好型纸芯片的方法。该方法价格低廉、环境友好。

本发明提供一种基于水性聚氨酯丙烯酸酯制备低成本、环境友好型纸芯片的方法，步骤包括：

（1）滤纸剪成所需尺寸，浸于含有光引发剂的水性聚氨酯丙烯酸酯溶液，浸透后移至真空干燥箱， 60℃烘干0.5~2h；

（2）待水分完全挥发后，将带有图案的光胶-胶片掩膜盖在滤纸上，同时在光胶-胶片上面盖上玻璃片，使光胶-胶片紧贴滤纸，置于紫外光刻机内固化；

（3）用去离子水将未固化的水性聚氨酯丙烯酸酯冲洗掉，吹干即得到具有亲水性网络通道的纸芯片。

优选的，所述水性聚氨酯丙烯酸酯为水性脂肪族聚氨酯丙烯酸羟乙酯或水性脂肪族聚氨酯甲基丙烯酸羟乙酯。

优选的，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦。

优选的，所述聚水性氨酯丙烯酸酯与光引发剂的质量比为（15~45）:1。

优选的，所述紫外光刻机的曝光灯功率350w，曝光强度为20mw/cm²，曝光分辨率1μm，所述曝光的时间为20s～100s。

有益效果：