基于丝网印刷法制备氟材料纸基微流控芯片的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106040324A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610347574.5(22)申请日2016.05.24(71)申请人南京工业大学地址211816江苏省南京市浦口区浦珠南路30号(72)发明人张显波王金华李晓峰高亚茹姚成陈国松张之翼(74)专利代理机构北京思创毕升专利事务所11218代理人高爽(51)Int.Cl.B01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称基于丝网印刷法制备氟材料纸基微流控芯片的方法(57)摘要本发明公开了一种基于丝网印刷法制备氟材料纸基微流控芯片的方法，该方法用氟材料作疏水疏油材料，在纸质基底上制备有亲水通道和疏水围堰的纸基微流控芯片。该方法包括：制备丝网印刷模具；使用丝网印刷法制备亲水通道；将有亲水通道的纸张浸泡在氟材料溶液中，没被保护试剂保护的区域形成疏水围堰；氟材料在纸张表面稳定吸附后，放入水中浸泡，取出晾干；纸基微流控芯片完全干燥后，刮掉亲水通道区域的膜；将纸基微流控芯片放入去离子水中，除去亲水区域残留的保护试剂，干燥，平整展开。本发明方法使用的制作工具廉价易得，工艺简单，耗时短，可制作复杂图案的纸基微流控芯片，制备的纸基微流控芯片可用于有表面活性剂和有机溶剂参与的检测。CN106040324ACN106040324A权利要求书1/1页1.一种基于丝网印刷法制备氟材料纸基微流控芯片的方法，其特征包括以下步骤：1)设计纸基微流控芯片亲水通道图案，制备丝网印刷模具；2)使用1)制备的模具，采用丝网印刷法将保护试剂涂布在纸质基底表面形成亲水通道，得到有亲水通道图案的纸张；3)以氟材料配制的溶液作为疏水试剂，浸泡有亲水通道图案的纸张使其形成疏水围堰；4)氟材料在纸张表面稳定吸附后，将纸张置于去离子水中，3～5min后取出，晾干，得到纸基微流控芯片材料；5)纸基微流控芯片材料完全干燥后，刮掉亲水通道区域由保护试剂形成的膜；6)将刮膜后得到的纸基微流控芯片材料再次置于去离子水中，清除亲水区域残留的保护试剂；7)干燥后，再通过塑封机使其平整展开得到氟材料纸基微流控芯片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤2)所使用的保护试剂为聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇的混合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于聚乙二醇为聚乙二醇2000和聚乙二醇400的混合物；聚乙二醇2000、聚乙二醇400和聚乙烯吡咯烷酮的质量比混合范围是10:90:5～10:90:15。4.根据权利要求1所述的制备方法，步骤2)所采用的纸质基底为打印纸、滤纸、滤膜；将保护试剂涂布到纸质基底表面，刮涂次数为1～3次。5.根据权利要求1所述的制备方法，步骤3)具体为：将有亲水通道图案的纸张浸泡在氟材料溶液中，没被保护试剂保护的区域形成疏水围堰，纸张浸泡在氟材料溶液中的时间为1～3min，使用的氟材料为具有疏水疏油性能的全氟系列材料。6.根据权利要求1所述的制备方法，步骤3)配制疏水试剂使用的溶剂为氟烃类溶剂。7.根据权利要求6所述的制备方法，步骤3)所述的氟烃类溶剂为氢氟醚HFE–7100。8.根据权利要求1所述的制备方法，步骤3)氟材料溶液的浓度范围为5.0mg·mL-1～15.0mg·mL-1。9.根据权利要求1所述的制备方法，步骤4)氟材料溶液在纸张表面稳定吸附的时间为1～4min。10.根据权利要求1所述的制备方法，步骤6)采用去离子水清洗，脱色摇床辅助清除亲水通道区域残留保护试剂所用的时间为2～5min。2CN106040324A说明书1/4页基于丝网印刷法制备氟材料纸基微流控芯片的方法技术领域[0001]本发明涉及纸基微流控芯片加工技术，更具体地说是一种将具有疏水疏油性能的氟材料应用在纸基微流控芯片上，用于实现纸基微流控芯片图案化的方法。背景技术[0002]纸基微流控芯片(paper-basedmicrofluidicchip)，简称“纸芯片”，又称“纸上微型实验室”，是一种在几平方厘米纸质基底上构建亲疏水的通道网络，以实现样品制备、分离、反应、检测、结果分析等过程的新型微流控分析器件。与传统微流控芯片相比，纸芯片具有原料廉价易得、加工方法简单多变、生物兼容性好、检测灵敏快速等优点，已被广泛应用于临床分析物检测、水质检测、食品检测、医学检测以及特定物质(如乙醇)含量测定等方面。[0003]氟材料作为新型材料，它修饰后的界面具有抗酸碱和有机溶剂腐蚀、不粘附、热稳定性、抗氧化性，分子表面能低和优良的光学性能，被广泛用于各种表面涂层。然而，氟材料表面能低，使得它难以通过使用喷涂、打印等方法制备纸芯片，尤其是制备需要复杂图案的纸基微流控芯片。因此，需要发明一种可以制备复杂图案的纸上低表面能材料