[发明专利]一种图案化生化分析试纸的制作方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及生化分析产品开发及其应用，特别提供了一种图案化生化分析试纸、其制作方法及应用。

背景技术

试纸作为一种成本低廉、操作简单的分析手段已经被广泛应用于现实生活，例如，测孕试纸、pH试纸、尿液检测试纸等。与传统的用于多种指标检测的生化分析试纸的制作方法相比，本发明一次成型、操作简单、耗时少、成本低, 尤其适用于各类小型实验室以及现场制作。本图案化生化分析试纸也被称为纸上微流控芯片（Paper-based microfluidics）或纸上实验室（Lab-on-paper）。

目前文献报道的图案化生化分析试纸制作方法主要包括光刻蚀法、石蜡印刷法、绘制法等，它们的主要局限是所涉及的仪器（例如，光刻仪、喷蜡打印机、机械绘制仪等）与材料（例如，光刻胶SU8、打印机专用石蜡、聚二甲基硅氧烷等）成本极为高昂且不常见，同时操作步骤相对繁琐费时，并对操作人员要求较高的专业技能，因而不适于各类小型实验室或野外现场制作图案化生化分析试纸，限制了这种新型多指标生化分析试纸在诸多领域的广泛应用（Patterned Paper as a Platform for Inexpensive, Low-Volume, Portable Bioassays. Andres W. Martinez, Scott T. Phillips, Manish J. Butte and George M. Whitesides. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 1318–1320; Fabrication and Characterization of Paper-Based Microfluidics Prepared in Nitrocellulose Membrane By Wax Printing. Yao Lu, Weiwei Shi, Jianhua Qin and Bingcheng Lin. Anal. Chem. 2010, 82, 329–335; Low-Cost Printing of Poly(dimethylsiloxane) Barriers To Define Microchannels in Paper Derek A. Bruzewicz, Meital Reches, and George M. Whitesides. Anal. Chem. 2008, 80, 3387-3392）。

发明内容

本发明的目的是提供一种图案化生化分析试纸的制作方法及应用。

图案化生化分析试纸的制作方法具体步骤为：

先将固体蜡在加热设备（例如电热板，调节其温度稍高于所用蜡的融化温度）上融化成液体，再将具有所需图案的金属模板浸入该液体蜡中继续加热5-10分钟，随后把沾上了液体蜡的金属模板当作印章印在吸水纸表面，金属模板上的液体蜡被吸水纸吸收，冷却后形成以蜡为疏水性阻挡物的多个毫米级的亲水通道，在设定的反应区域加入生化分析检测试剂就得到图案化生化分析试纸。

所述金属模板为利用常规激光切割或线加工技术，采用空心、阳刻或阴刻模式，加工铁、铜或不锈钢等金属材料制作而成。

所述吸水纸为滤纸、层析纸和硝酸纤维素膜中的一种。

本发明制得的图案化生化分析试纸应用于尿液、血液、血清、唾液和水等液体样本的多指标生化分析，即制作成尿液检测试纸、血液检测试纸、血清检测试纸、唾液检测试纸和水质监测试纸；这些试纸能够对尿液、血液、血清、唾液和水等液体样本进行过滤，去除杂质，将尿液、血液、血清、唾液和水等液体样本直接应用于生化分析检测。

本发明提供的图案化生化分析试纸的作用原理是通过蜡在吸水纸中形成毫米级的亲水性通道，随后利用它的疏水性质来限制液体样品按照预先设计的路线到达指定的反应区域，完成检测分析。同时由于蜡已经把各个反应区域分隔开来，各个指标间的分析不会相互干扰。

本发明用成本低廉且常见易得的蜡取代光刻胶、打印机专用石蜡、聚二甲基硅氧烷等各种成本高昂且不常见的材料在纸上形成毫米级的亲水通道；用图案化的金属模板一步印刷制作生化分析试纸，不需任何价格昂贵的专业仪器，操作步骤简单，尤其是具有图案的金属模板可以反复使用，而几乎对操作人员没有专业技能要求，有可能取代现有的多指标测试试纸的制作方法，适合商业开发，从而在各类小型实验室推广使用。

附图说明

图1为本发明实施例双通道图案化试纸制作和生化分析流程图。