微流控紙芯片

微流控紙芯片

Paper-basedmicrofluidics1微流控紙芯片用紙張作為基底代替硅、玻璃、高聚物等材料，通過(guò)各種加工技術(shù)，在紙上加工出具有一定結(jié)構(gòu)的親/疏水微細(xì)通道網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)分析器件，構(gòu)建“紙上微型實(shí)驗(yàn)室”（lab-on-paper），也稱微流控紙分析器件（microfluidicpaper-basedanalyticaldevices,PADs）。2007年Whitesides團(tuán)隊(duì)首次提出PADs概念。21概念3[Martinez,2007]1概念[M?ller,1949]41概念[Martinez,2007]用于全血分析的血細(xì)胞過(guò)濾時(shí)，選用空隙率低、孔徑小且分布均勻的Whatman1號(hào)層析紙。[Yang2012]用于生物大分子的快速檢測(cè)時(shí)，采用硝基纖維濾膜作為紙芯片的基底。

[Lu2009]檢測(cè)人的血型時(shí)，選擇吸墨紙、濾紙以及Kleenex紙巾三種不同的紙張，研究它們對(duì)凝聚血細(xì)胞的固定效果及對(duì)未凝聚血細(xì)胞的洗脫效果。結(jié)果表明，Kleenex紙巾具有最佳效果。

[Al-TamimiM2012]另外，還有各種由纖維素和聚合物組成的離子交換紙和復(fù)合紙也可作為基底材料。52紙張的選擇紫外光刻蠟印等離子體處理噴墨打印噴墨蝕刻63加工技術(shù)繪圖模擬儀繪圖絲網(wǎng)印刷柔印激光處理融蠟浸透73加工技術(shù)

物理阻塞紙中的細(xì)孔如：光刻膠、聚二甲硅氧烷（PDMS）疏水化試劑在纖維素纖維表面上的物理沉積如：聚苯乙烯、蠟纖維表面的化學(xué)改性

如：纖維素活性試劑AKD

根據(jù)疏水試劑與紙的結(jié)合方式，可以分為三類(lèi)：83加工技術(shù)1、一步法

直接在紙張的局部區(qū)域一次性疏水化（原親水性紙片）或親水化（原疏水性紙片）處理。根據(jù)親疏水圖案化方式不同，可分為兩大類(lèi)：2、兩步法

先采用物理沉積、物體堵塞或化學(xué)鍵合等途徑使整張紙片疏水化，再通過(guò)一定的技術(shù)使局部區(qū)域去疏水化。93加工技術(shù)103加工技術(shù)113加工技術(shù)[Carrilho,2009][Li,2010]AKDinkjetprintingwaxprinting123加工技術(shù)[Martinez,2007]Photolithography134應(yīng)用微流控紙芯片的主要應(yīng)用是為多分析物或半定量試驗(yàn)提供一個(gè)低成本、便攜式的分析平臺(tái)，降低疾病診斷和環(huán)境監(jiān)控的花銷(xiāo)。微流控紙芯片的應(yīng)用可以分為以下兩類(lèi)：隨需應(yīng)變式

空白的，沒(méi)有指示試劑的預(yù)沉積，取決于待測(cè)樣本來(lái)選擇和添加指示試劑。即時(shí)可用式

檢測(cè)特定分析物，檢測(cè)區(qū)已預(yù)先集成了檢測(cè)試劑。144應(yīng)用隨需應(yīng)變式[Li,2010]0-5:0,312,625,1250,2500,5000M/LNO2－標(biāo)準(zhǔn)溶液154應(yīng)用即時(shí)可用式[Li,2010]N：NO2－指示劑U：尿酸指示劑165檢測(cè)方法175檢測(cè)方法[Martinez,2007][Delaney,2011][Dungchai,2009]186復(fù)雜結(jié)構(gòu)[Li,2010]196復(fù)雜結(jié)構(gòu)[Anbuhi,2014]206復(fù)雜結(jié)構(gòu)[Liu,2011][Martinez,2009]217優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、較硅、玻璃等材質(zhì)，紙的成本低。2、分析系統(tǒng)易微型化、便攜化。無(wú)需外置驅(qū)動(dòng)泵，紙張可折疊，易保存和運(yùn)輸。3、生物兼容性好。濾紙主要成分為纖維素，可固定酶、蛋白持和DNA等生物大分子。4、檢測(cè)背景低。紙張通常是白色，有利于在紙芯片上開(kāi)展比色分析。5、后處理簡(jiǎn)單，無(wú)污染，可通過(guò)簡(jiǎn)單安全的燃燒方式進(jìn)行處理。227優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1、樣本殘留在紙通道中和樣品在運(yùn)輸過(guò)程中的蒸發(fā)導(dǎo)致樣品利用率的降低。2、對(duì)于