【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纸基微流控芯片的制作技术。具体地说，是一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法。
技术介绍
1、21世纪是科学技术迅猛发展的时代，传统的分析技术也在经历着深刻的改革。其中。分析设备正走向微型化、集成化以及便携化。而微流控芯片正是其中代表之一。微流控芯片技术因其能最大限度地将分析实验室的功能转移到便携的分析设备中或芯片上，实现分析系统的个人化和家用化，这种高度的微型化、集成化、自动化和微细通道内独特的流体特征，在合成、分析等领域有着广泛的应用。纸基芯片是微流控芯片的一种，由whitesides研究组于2007年首次提出的。纸基芯片是以纸代替传统的石英、玻璃、硅、高聚物等材料，在纸的表面加工出具有一定结构的亲/疏水微细通道网络及相关分析器件，结合了微流控技术和纸的优点。与传统的微流控芯片相比，纸基芯片具有以下优势，如成本更低，检测过程所需样品量少，无需复杂的外围设备，生物兼容性好。基于这些优点，纸基芯片在临床诊断、环境检测和食品分析等方面有着广泛的应用前景。
2、在分析化学中，纸基微流控芯片的制作技术一直是研究热点之一，而成本和复杂性是设计广泛应用的微流体器件的关键因素。因此，开发不需要昂贵的化学品或仪器的简单且廉价的制造技术是必要的。目前文献报道的主要采用光刻、蜡印、喷墨打印，激光刻蚀或等离子体处理等方式构建亲/疏水区域制备纸芯片，这些方法缺点在于制作耗时、墨盒易损坏、易受背景影响、设备昂贵，且在不同程度上依赖于专业设备的使用和专业人员的操作，并且所构建的通道图案形式受限、重现性和稳定性欠佳，这些无形中较大
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术技术利用聚己内酯良好的生物降解性和疏水疏油的性能，在纸上形成聚合物涂层，在使用3d打印笔作为绘制微通道的工具，以此来制备具有疏水疏油性能的微流控芯片，该技术所用材料简单易得、制作过程快捷好操作，具有在世界任何地方实施的潜力，为直接在护理点创建所需的设备以及在必要时轻松更改其设计提供了可能性。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，所采用的基底材料滤纸具备亲水性能的纤维结构，将其用聚酯试剂进行改性，以得到表面具有疏水性能的滤纸；再使用3d笔根据压痕笔的导轨绘制聚乳酸树脂图案，使纸表面两种聚合物形成熔体共混现象，在原位上形成屏障；再让该芯片外部连接注射器，就能制得疏水疏油性能的微流控纸芯片，并使用该方法制备的纸芯片应用于有机物邻苯二胺的检测。
4、具体包括以下步骤：
5、s1：制备疏水/聚己内酯甲苯溶液；
6、s2：附加疏水/聚己内酯甲苯溶液在纸基材料上；将完成附加后的纸基材料进行干燥处理，以改变纸基材料表面的润湿性能；
7、s3：用压痕笔结合模板或直接在纸上绘制微流控芯片图案，在使用3d笔根据压痕笔的导轨绘制树脂图案，同时利用紫外灯照射使两种聚合物材料固化；在原位上得到疏水屏障；
8、s4：用透明胶带密封图案，其上切割了入口，并在入口处链接导管，导管另一处链接针孔注射器，形成一种外力驱动装置，即得微流控芯片。
9、本专利技术的原理为：聚己内酯(pcl)熔点为60～63℃，玻璃化转变温度为60～65℃，聚乳酸(pla)熔点为160～180℃，玻璃化转变温度为55～65℃，流变温度为180～220℃。让pcl沉积于滤纸表面，使用3d笔调控温度至190～210℃，让pla在流变温度范围内出料，刚出料的pla及时与滤纸表面的pcl接触，低熔点的pcl接触到高温的pla就会形成熔体并粘连混合在一起，最后在紫外灯下固化，自然冷却形成疏水坝。
10、进一步的，步骤s1中，所述疏水/聚己内酯甲苯溶液制备方法包含如下步骤：
11、s11：将分子量为8万的聚己内酯颗粒和甲苯溶剂按照100mg；1ml的比例混合，得到聚己内酯/甲苯混合物；
12、s12：将聚己内酯/甲苯混合物通过超声振荡15分钟～25分钟以使聚己内酯颗粒均匀分散，振荡期间不断搅拌，并控制溶解温度在25℃～30℃之间；
13、s13：待溶液呈无色，停止振荡，让溶液自然冷却至室温，然后在加入一定量的甲苯使溶液达到原始体积，并不断搅拌，最后得到所述疏水/聚己内酯甲苯溶液。
14、进一步地，所述附加疏水/聚己内酯甲苯溶液在纸基材料表面的方法有，喷涂法、刷涂法、滚涂法、浸涂法等，优选的，所述方法为滚涂法；所述滚涂法采用的滚筒为宽度3cm，直径3.2cm的圆形橡胶滚筒。
15、进一步地，所述疏水/聚己内酯甲苯溶液的浓度有，0.3g/l、0.5g/l、0.7g/l、1g/l、1.5g/l、2g/l，优选的，所述疏水/聚己内酯甲苯溶液浓度为1g/l。
16、另外，在上述方法中，所述纸基材料选自多孔的纤维素基纸基材料，是具有毛细结构的、可以吸水的洁净纸材。如滤纸、色谱纸、印刷用纸、硝酸纤维素膜中的一种或多种。
17、另外，在上述方法中，所述纸基材料的单面附加厚度为10～30μm。
18、另外，在上述方法中，根据所需芯片图案的不同，压痕笔的笔尖直径为0.38mm或0.5mm或1.0mm。
19、另外，在上述方法中，使用3d笔根据压痕笔的导轨绘制芯片的极限通道宽度能达到2mm。
20、另外，在上述方法中，所述树脂图案的耗材选自pcl、abs、pla中的一种或多种，优选的，所选耗材为pla。
21、另外，在上述方法中，所述紫外灯可选择包括紫外灯管、led紫外灯、手持式紫外灯固化仪在内的常见的紫外光源。
22、另外，在上述方法中，所述微流控芯片的连接部分包含支撑板、导管和针孔注射器。所述支撑板为5mm厚的pmma板，用双面胶连接到设备，用于支撑流体入口管。所述导管的外直径为1.51mm，内直径为0.52mm，两端分别连接芯片入口和针孔注射器。所述针孔注射器的直径为0.6mm，针体长度为16mm，与导管连接，形成一种简易注射泵，推动流体样品的流动。
23、本专利技术提供了根据以上制备方法获得的纸基微流控芯片。
24、本专利技术还提供了所述纸基微流控芯片在获得定量和/或定性检测邻苯二胺的检测装置上的应用，该检测装置含有所述纸基微流控芯片。
25、本专利技术具备以下有益效果：
26、1.上述制备方法提供了一种利用高分子pcl材料的优异性能和3d打印笔技术相结合进行纸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
2.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述疏水/聚己内酯甲苯溶液制备方法包含如下步骤：
3.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤S2中，附加疏水/聚己内酯甲苯溶液在纸基材料表面的方法有，喷涂法、刷涂法、滚涂法、浸涂法等，优选的，所述方法为滚涂法；
4.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤S2中，纸基材料选自滤纸、色谱纸、印刷用纸、硝酸纤维素膜中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤S2中，纸基材料的单面附加厚度为10～30μm。
6.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤S3中，根据所需芯片图案的不同，压痕笔的笔尖直径为0.38mm或0.5mm或1.0mm。
7.如权利要求1所述的一种熔体共
8.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤S3中，树脂图案的耗材选自PCL、ABS、PLA中的一种或多种，优选的，所选耗材为PLA。
9.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤S3中，紫外灯可选择包括紫外灯管、LED紫外灯、手持式紫外灯固化仪在内的常见的紫外光源。
10.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤S4中，微流控芯片的连接部分包含支撑板、导管和针孔注射器。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的制备方法制备得到的纸基微流控芯片。
12.权利要求11所述的纸基微流控芯片在获得定量和/或定性检测邻苯二胺的检测装置上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
2.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述疏水/聚己内酯甲苯溶液制备方法包含如下步骤：
3.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤s2中，附加疏水/聚己内酯甲苯溶液在纸基材料表面的方法有，喷涂法、刷涂法、滚涂法、浸涂法等，优选的，所述方法为滚涂法；
4.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤s2中，纸基材料选自滤纸、色谱纸、印刷用纸、硝酸纤维素膜中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤s2中，纸基材料的单面附加厚度为10～30μm。
6.如权利要求1所述的一种熔体共混修饰微流控纸芯片的制备方法，其特征在于，在所述的步骤s3中，根据所需芯片图案的不同，压痕笔的笔尖直径为0.38mm或...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻鹏，周柯岑，杨桐，邱鑫梁，贺敬业，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：
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