纸芯片及其制备方法

本公开涉及微流控芯片，尤其涉及一种纸芯片及其制备方法。

背景技术：

1、微流控芯片，又称芯片实验室，是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术。微流控芯片可将样品制备、反应、分离、检测、细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米甚至更小的芯片上，自动完成或半自动完成上述实验过程。微流控芯片作为当前微全分析系统系统领域发展的重点，具有高分析效率、高精确度、集成化、自动化及节能环保等优势。

2、微流控芯片的材质常用的有有机聚合物((pmma、pdms、pc、cop))、玻璃、滤纸等，纸基微流控芯片平台不需要外置微流泵设备，亦不需要复杂的芯片设计，纸纤维本身的亲水毛细作用就可实现样品的进样和传递。与传统的微流控芯片相比，纸基微流控芯片具有成本低廉、适用性强、生物可降解、良好的生物相容性、易于处理、便携性强以及优良的化学性能等优点，已经被广泛应用于各种生化检测。

3、目前，纸基微流控芯片上亲疏水图案化的实现大多采用光刻、喷蜡打印、喷墨打印、丝网印刷等方法。但是这些方法加工过程繁琐复杂，且成本较高，尤其光刻胶法还具有毒性，因此，建立一种方便制作、环境友好且低成本的纸芯片的制备方法极为重要。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种纸芯片及其制备方法，以解决现有纸芯片价加工方法面临的操作过程繁琐复杂、高成本且对环境有害等问题。

2、根据本公开的第一个方面，本公开提供了一种纸芯片的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将预先设计的亲疏水图案制备在夹具模板上，得到具有所述亲疏水图案的图案化的夹具模板；

4、s2、将聚合液倒入所述图案化的夹具模板中，分别得到上层图案化夹具和下层图案化夹具；

5、s3、将滤纸固定在所述上层图案化夹具和所述下层图案化夹具之间，得到夹有所述滤纸的装配体；

6、s4、将所述夹有所述滤纸的装配体进行蒸镀；以及，

7、s5、取出所述装配体，得到具有所述亲疏水图案的纸芯片。

8、优选的，所述将所述夹有所述滤纸的装配体进行蒸镀，包括：

9、选用聚对二甲苯作为蒸镀材料，将所述夹有所述滤纸的装配体进行蒸镀。

10、优选的，所述聚对二甲苯的类型不限于c亚型。

11、优选的，将所述聚对二甲苯厚度设置为10nm-100nm。

12、优选的，所述将聚合液倒入所述图案化的夹具模板中，分别得到上层图案化夹具和下层图案化夹具包括：

13、所述聚合液的材料为聚二甲基硅氧烷；

14、将所述图案化的夹具模板进行翻模处理，得到所述上层图案化夹具和下层图案化夹具；其中，

15、所述上层图案化夹具和下层图案化夹具上均具有所述亲疏水图案，且所述亲水图案区域均为凸起结构。

16、优选的，所述将聚合液倒入所述图案化的夹具模板中，分别得到上层图案化夹具和下层图案化夹具之前，包括：

17、将所述聚二甲基硅氧烷原液与凝固液按n：1进行配比，n为5-10之间的任意有理数。

18、优选的，所述夹具模板包括上夹具模板和下夹具模块，所述亲疏水图案包括亲水图案和疏水图案，所述将预先设计的亲疏水图案制备在夹具模板上，得到具有所述亲疏水图案的图案化的夹具模板，包括：

19、将所述亲疏水图案分别制备在所述上夹具模板和所述下夹具模块上，得到具有所述亲疏水图案的图案化的夹具模板；其中，

20、所述上夹具模板和所述下夹具模板上具有的所述亲水图案的区域凹陷；

21、优选的，所述将滤纸固定在所述上层图案化夹具和所述下层图案化夹具之间，得到夹有所述滤纸的装配体，包括：

22、将夹有所述滤纸的装配体放入预设的固定夹具中，所述固定夹具用于固定所述装配体。

23、优选的，所述取出所述装配体，得到具有所述亲疏水图案化的纸芯片，包括：

24、卸下所述装配体中的上层图案化夹具和下层图案化夹具，得到具有所述亲疏水图案的滤纸；

25、对所述具有所述亲疏水图案的滤纸的所述亲水图案区域和所述疏水图案区域之间的界限进行标记，得到具有所述亲疏水图案的纸芯片。

26、根据本公开的第二个方面，提供了一种上述制备方法制备的纸芯片，所述纸芯片上具有所述亲疏水图案。

27、根据本公开的一种纸芯片及其制备方法，本公开以常规材料制作亲水图案的夹具，使用环境友好且生物相容性材料聚对二甲苯材料代替有毒的光刻胶，通过在疏水图案区域蒸镀聚对二甲苯实现滤纸的图案化，替代了繁琐的曝光显影流程，实现了方便制作、环境友好且低成本的技术效果。

技术特征：

1.一种纸芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述夹有所述滤纸的装配体进行蒸镀，包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚对二甲苯的类型不限于c亚型。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述聚对二甲苯厚度设置为10nm～100nm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将聚合液倒入所述图案化的夹具模板中，分别得到上层图案化夹具和下层图案化夹具包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将聚合液倒入所述图案化的夹具模板中，分别得到上层图案化夹具和下层图案化夹具之前，包括：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述夹具模板包括上夹具模板和下夹具模块，所述亲疏水图案包括亲水图案和疏水图案，所述将预先设计的亲疏水图案制备在夹具模板上，得到具有所述亲疏水图案的图案化的夹具模板，包括：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将滤纸固定在所述上层图案化夹具和所述下层图案化夹具之间，得到夹有所述滤纸的装配体，包括：

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述取出所述装配体，得到具有所述亲疏水图案化的纸芯片，包括：

10.一种权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备的纸芯片，其特征在于，所述纸芯片上具有所述亲疏水图案。

技术总结本公开提供了一种纸芯片及其制备方法，可应用于微流控芯片技术领域。其制备方法包括：S1、将预先设计的亲疏水图案进行加工，得到具有所述亲疏水图案的图案化的夹具模板；S2、将聚合物倒入所述图案化的夹具模板中，分别得到上层图案化夹具和下层图案化夹具；S3、将滤纸固定在所述上层图案化夹具和所述下层图案化夹具之间，得到夹有所述滤纸的装配体；S4、将所述夹有所述滤纸的装配体进行蒸镀；以及S5、取出所述装配体，得到具有所述亲疏水图案的纸芯片。该制备方法具有操作简单，低成本、安全无毒，环境友好等优点。技术研发人员：吕晓庆,黄北举,马正泰受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/27