[发明专利]基于热转移蜡亲疏水图案微流控纸芯片的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微流控纸芯片技术领域，尤其是涉及一种基于热转移蜡亲疏水图案微流控纸芯片。

背景技术

微流控纸芯片是近几年一种新兴的微流控分析技术平台。它以纸张或者其他膜、布和硅胶板等作为基材，利用各种加工技术代替硅，玻璃，高聚物等材料，在基材上加工出具有一定亲疏水功能的微细通道和相关的检测器件，构成纸上微型实验室，也被称为微流控纸分析器件。

与传统的微流控芯片相比较，微流控纸芯片具有成本更低，加工简易，生物兼容性好，分析系统更微型化、便携化，检测背景低，后处理简单，污染小等优点。因此，基于纸的微流控芯片在医学诊断，快速检测等领域有很大的应用前景。

由于目前制作微流控纸芯片主要采用紫外光刻、等离子体处理、喷墨打印、喷墨溶剂刻蚀、绘图、蜡印、丝网印刷和激光光刻等技术。需要价格昂贵且精细操作的激光打印机，喷蜡打印机，喷墨打印机等基础条件，不适合在普通的微流控分析实验室，发展中国家以及贫困偏远地区的应用与发展。

微流控纸芯片的主要特点是通过毛细作用驱动液体，无需使用任何外部动力，其主要的检测方法有比色检测，电化学检测和化学发光检测等方法，这些方法都已用于纸芯片，但在缺少配套设备的检测技术上，比色法是最适合纸芯片也是最容易被大众接受的一种检测方法。因此，找到一种无需昂贵设备(如专业蜡打印机)制作微流控纸芯片的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处提供一种基于热转移蜡亲疏水图案微流控纸芯片的制备方法；该方法成本低廉，可简单，快速地制备结构复杂的的微流控纸芯片。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种基于热转移蜡亲疏水图案微流控纸芯片的制备方法，该方法包括：

1)将蜡块熔化得到蜡溶液，将纸张浸泡蜡溶液至蜡溶液完全浸透，再使蜡纸流平，冷却至室温得到蜡纸；

2)将制得的蜡纸固定在刻字机上，按设计的亲疏水图案用刻字机雕刻蜡纸，得到蜡图案模版；具体为在计算机上绘制微流控纸芯片亲疏水图案，图形数据文件传输至刻字机，控制刻字机雕刻蜡纸，得到蜡图案模版；

3)将刻制好的蜡图案模板夹于若干层空白芯片基材中间，利用塑封机进行蜡转移，得到所需的微流控纸芯片。

步骤1)所述的纸张是将普通复印纸裁剪到所需尺寸，所述的流平使用的温度为60℃-150℃。纸张浸没在蜡溶液中的时间在1-3分钟至蜡溶液完全渗透复印纸，蜡纸流平时间为3-15分钟，空气中冷却5-15s，形成复印蜡纸。

将制得的复印蜡纸固定在刻字机上，调节刻字机压力F(40G-200G)，速度V(50-300mm/s)。

上述利用塑封机进行蜡转移具体为将夹着蜡纸模版的芯片基材放入塑封机进行热转移蜡，蜡纸模版上的蜡转移到芯片基材上，得到具备亲疏水图案区域性质的微流控纸芯片。

所述的待转移蜡的目标芯片基材是滤纸，膜、硅胶板或者布。

蜡转移时的塑封温度在60-160℃，塑封的时间为10-50s。

得到的微流控纸芯片是二维或三维结构。

上述蜡块熔化是将蜡块放入烘箱中，设置温度在60-150℃，将蜡熔化。

与现有技术比较本发明的有益效果：

1.在微流控纸芯片实验室中引入了无需蜡打印机等昂贵设备制作微流控纸芯片的技术，对现有技术进行了拓展。

2.微流控纸芯片的制作简单，成本低，加工速度快，10-20分钟内可完成纸芯片的制备。

3.采用了塑封和蜡转移的方法制作二维的微流控纸芯片，还可对二维的微流控纸芯片排列堆叠后塑封制备三维的微流控纸芯片。

附图说明

图1：微流控纸芯片热塑封蜡转移的示意图，其中A，芯片基材；B，复印蜡纸模版。

图2：本发明实施例热蜡转移法与常规蜡材料纸芯片制作方法的对比图，其中a，蜡笔手绘法；b,喷墨打印法；c，喷蜡打印机法；d，热蜡转移纸芯片设计示意图；e，图案蜡纸模版图；f，热蜡转移法实物图。

图3：三维微流控纸芯片设计示意图，其中1，透明塑封膜；2，三维纸芯片进样口；3，三维纸芯片中间层通道；4，显色区域。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行进一步解释说明

实施例1

一种基于热转移蜡亲疏水图案微流控纸芯片的制备方法具体步骤如下：