[发明专利]微流体自驱动式纸基微流控芯片、制备方法及其应用

摘要

微流体自驱动式纸基微流控芯片、制备方法及其应用，所述的制备方法包括首先将二氧化钛粒子硅烷化处理得到超疏水的涂覆液，然后把滤纸浸泡在上述涂覆液中，室温下自然干燥，由于超疏水纳米粒子吸附在滤纸纤维上从而得到具有微纳复合结构的超疏水滤纸片；然后在掩膜板上设计好微流控芯片的几何尺寸，在掩膜板辅助下，用深紫外光(UV)对其进行区域选择性曝光，即可将设计好的微流控芯片的图案复制到滤纸上；所述的微流控芯片包括滤纸、涂覆在滤纸表层的亲‑疏水层；所述的亲‑疏水层设有至少一条亲水流道，亲水流道内设计有梯度变化的疏水微图案，在流道内形成润湿梯度。本发明的有益效果是操作简单、制作成本低廉；具有润湿梯度的流道实现了微流体的自驱动，极大降低了微流体驱动的成本。

主权项

微流体自驱动式纸基微流控芯片的制备方法，包括以下步骤：1)制备超疏水二氧化钛涂覆液：将二氧化钛粉末与无水乙醇混合后在50～100Hz条件下超声配成的二氧化钛悬浮液，再加入硅烷，继续在50～100Hz条件下超声混匀，然后室温下反应10～15h，得到超疏水二氧化钛涂覆液；所述的无水乙醇的加入量以二氧化钛质量计为0.01～0.02g/mL，所述硅烷与二氧化钛悬浮液体积比为0.01～0.03：1；2)制备超疏水滤纸：将滤纸片浸泡在上述的超疏水二氧化钛涂覆液中1～3min后取出，室温下自然干燥；反复操作多次，即可得到具有微纳复合结构的超疏水滤纸片；3)制备掩膜板：在计算机上设定好待打印在胶片上的流道图形的参数，每条流道图形均分布相应的透光图案，其中设定参数包括流道图形的条数、排布、每条流道图形上分布的疏水图案的形状、排布、图案密度以及图案间距，然后通过高分辨的激光打印机在胶片上打印出来，此时带图案的胶片即为掩膜板；所述的流道从加样区到检测区划分成多个区域，每个区域均匀分布若干疏水图案，每个疏水图案对应基体相应位置为超疏水区，疏水图案之外的区域为超亲水区；沿加样区到检测区方向，亲水流道上的相邻区域内的疏水图案的个数递减，即相应的基体上的超亲水区所占比例呈梯度递增，整个亲水流道从加样区到检测区形成亲水性逐渐增强的润湿梯度，进而实现检测液体的自驱动；4)制备微流控芯片：将掩膜板覆盖在超疏水滤纸片上，然后开启UV光源，紫外光透过掩膜板的透光区域照射到超疏水滤纸表面，曝光的区域从超疏水转变为超亲水，未被曝光的区域仍然保持超疏水性，即可将在掩膜板上设计好的微流控芯片图案复制到滤纸上。