CN104226388B - 一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法 - Google Patents
一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104226388B CN104226388B CN201410482316.9A CN201410482316A CN104226388B CN 104226388 B CN104226388 B CN 104226388B CN 201410482316 A CN201410482316 A CN 201410482316A CN 104226388 B CN104226388 B CN 104226388B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- paper
- paraffin
- test paper
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000037361 pathway Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 abstract description 2
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 abstract description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 6
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 3
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 3
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 3
- 238000010147 laser engraving Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- UAIUNKRWKOVEES-UHFFFAOYSA-N 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine Chemical class CC1=C(N)C(C)=CC(C=2C=C(C)C(N)=C(C)C=2)=C1 UAIUNKRWKOVEES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000012742 biochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法。利用手工或机械方式，将半精炼或精炼石蜡均匀涂敷在吸水纸的一面，形成石蜡涂层，石蜡涂敷的厚度为0.5~1.5毫米。利用激光切割机或雕刻机，采用切割、雕刻、阴刻和/或阳刻的图案输出模式，用绘图软件将预先设计好的图案输出到石蜡涂层表面5~10秒，激光切割机或雕刻机工作时激光照射产生热量，被激光照射到的图案区域，石蜡将受热融化，进而被纸体吸收，最终形成以石蜡为疏水性阻挡物的毫米级亲水性通道。在激光照射过的图案区域加入分析检测试剂即得到图案化检测试纸。该试纸可应用于尿液、血液、血清、唾液、水等各种液体样本的快速分析。
Description
技术领域
本发明属于检测试纸制作技术领域，特别涉及一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法。
背景技术
试纸作为一种简单、低成本、一次性的便携式分析工具已经被广泛应用于生产、生活领域，例如，测孕试纸、pH试纸、尿液检测试纸、亚硝酸盐检测试纸等。与现有的检测试纸制作方法相比，本发明公开的方法具有成本低廉、操作简单、制作快速、重现性高等优点，适用于各类型实验室。本图案化检测试纸也被称为纸微流控分析装置（Microfluidicpaper-basedanalyticaldevice）、纸上微流控芯片（Paper-basedmicrofluidics）或纸上实验室（Lab-on-paper）。
目前文献报道的图案化检测试纸制作方法主要包括光刻蚀法、石蜡打印机印刷法、聚合物溶液绘制法、丝网石蜡印刷法、手工绘图法等。这些方法要么涉及昂贵的仪器（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），要么操作步骤相对繁琐费时、对操作人员的专业技能要求较高，或者制作速度低下、制作重现性较差。
本发明采用常见且成本低廉的普通半精炼或精炼石蜡取代光刻胶SU8、打印机专用蜡及聚二甲基硅氧烷等材料，特别是采用基于价格低廉的家用迷你型CO2激光切割或雕刻机的激光辅助的高重现性一步制作法，在不需较高的专业技能并极大地降低了成本的同时，保证了制作速度和重现性，为图案化检测试纸获得更为广泛的实际应用提供了一种简单易行、适于各类型实验室制作的通用方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法。
本发明制作试纸的作用原理：通过激光照射将吸水纸表面的石蜡涂层加热，使之融化并冷凝在吸水纸中形成亲水性通道，随后利用它的疏水性质来限制液体样本按照预先设计的路线（亲水性通道）到达指定的反应区域，完成检测分析。
本发明制作试纸的具体步骤为：
(1)利用手工或机械方式，将半精炼或精炼石蜡均匀涂敷在吸水纸的一面，形成石蜡涂层，石蜡涂敷的厚度为0.5~1.5毫米。
(2)利用激光切割机或雕刻机，采用切割、雕刻、阴刻和/或阳刻的图案输出模式，用绘图软件将预先设计好的图案输出到步骤(1)形成的石蜡涂层表面5~10秒，激光切割机或雕刻机工作时激光照射产生热量，被激光照射到的图案区域，石蜡将受热融化，进而被纸体吸收，最终形成以石蜡为疏水性阻挡物的毫米级亲水性通道。
(3)在经步骤(2)激光照射过的图案区域加入分析检测试剂即得到图案化检测试纸。
所述吸水纸为滤纸、层析纸、宣纸或硝酸纤维素膜。
本发明制作的基于激光辅助的一次性检测试纸应用于尿液、血液、血清、唾液、水等各种液体样本进行快速分析，如尿液检测试纸、血清检测试纸、水质监测试纸、食品安全检测试纸等。
本发明的方法操作步骤简单，制作材料廉价易得，实验条件温和，未经任何专业技能培训的人员也可以完成，激光辅助的制作方法仅需一步操作，从而能大规模推广运用于各类型实验室，且所制作的试纸应用范围广泛，重复性佳。
附图说明
图1为本发明实施例中基于激光辅助的一步制作法制作的圆形纸微区检测试纸制作和葡萄糖生化分析过程。
图中标记：1-绘图软件设计的圆形纸微区；2-石蜡涂层（滤纸背面）；3-滤纸；4-正在发射激光的激光器；5-圆形疏水性石蜡印迹（滤纸正面）；6-滴加了3,3',5,5'-四甲基联苯胺的乙醇溶液以及辣根过氧化物酶与葡萄糖氧化酶混合溶液的圆形检测区；7-葡萄糖检测显色结果。
图2为本发明实施例中基于激光辅助的一步制作法制作的圆形纸微区（上）和八通道（下）图案化检测试纸在滴加彩色亲水性墨水表征前（左）和表征后（右）的结果图。
图中标记：1-图案化圆形纸微区检测试纸；2-图案化八通道检测试纸；3-彩色亲水性墨水。
具体实施方式
实施例：
(1)利用手工方式将半精炼或精炼石蜡均匀涂敷在滤纸的一面（使得石蜡均匀覆盖整个纸张表面即可），形成石蜡涂层，石蜡涂敷的厚度约为1毫米。
(2)将步骤(1)涂敷有石蜡涂层的滤纸平放于家用迷你型激光雕刻机（XB-3020型CO2激光雕刻机）的工作平台上（石蜡涂层朝上），设置好雕刻参数（雕刻电流和雕刻速度分别为2.1mA和40mm/s），随后采用阳刻模式，将Coreldraw绘图软件预先设计好的所需图案（即一个圆形纸微区）输出到该石蜡涂层表面8秒，仪器工作时激光产生热量，被激光照射到的石蜡部分将受热融化成液体状态并迅速被下面的纸体吸收，进而冷却凝固后就可以阻断滤纸的纤维，形成一个以石蜡为疏水性阻挡物的毫米级亲水性圆形检测微区（参见图2，上）。
(3)在经步骤(2)激光照射过的圆形检测微区中间区域加入检测试剂即得到图案化检测试纸。
如果选择一个八通道的图案，采用相同的实验步骤就可以得到相应的八通道图案化试纸（参见图2，下）。
本实施例制作的检测试纸的应用：
利用本实施例制作的图案化圆形纸微区检测试纸检测不同浓度的葡萄糖样本。以一个纸微区中的葡萄糖比色检测为例以说明实验流程。具体实施过程如下：先在纸微区中间亲水性区域滴加1μL40μg/mL3,3',5,5'-四甲基联苯胺的乙醇溶液，室温下干燥。继续在干燥的3,3',5,5'-四甲基联苯胺表面滴加1μL100μg/mL辣根过氧化物酶溶液（10mM磷酸盐缓冲溶液配制，pH7），室温下干燥。继续在辣根过氧化物酶表面滴加1μL100μg/mL葡萄糖氧化酶溶液（10mM磷酸盐缓冲溶液配制，pH7），室温下干燥。最后在纸微区中滴加1μL含有不同浓度的葡萄糖样本溶液。葡糖糖氧化酶将催化葡萄糖生成H2O2，而辣根过氧化物酶可以催化H2O2与3,3',5,5'-四甲基联苯胺反应生成彩色不溶性产物。产物的颜色与分析物的浓度呈现一定的线性关系。换句话说，试纸中反应区域上产物的颜色越深，间接反映出样本中对应分析物浓度越高。
Claims (1)
1.一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法，其特征在于具体步骤为：
(1)利用手工或机械方式，将半精炼或精炼石蜡均匀涂敷在吸水纸的一面，形成石蜡涂层，石蜡涂敷的厚度为0.5~1.5毫米；
(2)利用激光切割机或雕刻机，采用切割、雕刻、阴刻和/或阳刻的图案输出模式，用绘图软件将预先设计好的图案输出到步骤(1)形成的石蜡涂层表面5~10秒，激光切割机或雕刻机工作时激光照射产生热量，被激光照射到的图案区域，石蜡将受热融化，进而被纸体吸收，最终形成以石蜡为疏水性阻挡物的毫米级亲水性通道；
(3)在经步骤(2)激光照射过的图案区域加入分析检测试剂即得到图案化检测试纸；
所述吸水纸为滤纸、层析纸、宣纸或硝酸纤维素膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410482316.9A CN104226388B (zh) | 2014-09-20 | 2014-09-20 | 一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410482316.9A CN104226388B (zh) | 2014-09-20 | 2014-09-20 | 一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104226388A CN104226388A (zh) | 2014-12-24 |
| CN104226388B true CN104226388B (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=52215808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410482316.9A Active CN104226388B (zh) | 2014-09-20 | 2014-09-20 | 一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104226388B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104931489A (zh) * | 2015-05-17 | 2015-09-23 | 桂林理工大学 | 基于碘-淀粉变色距离量测快速检测试纸的定量分析方法 |
| CN105903502B (zh) * | 2016-05-16 | 2018-03-16 | 南京工业大学 | 基于热转移蜡亲疏水图案微流控纸芯片的制备方法 |
| CN106018373B (zh) * | 2016-07-19 | 2018-06-08 | 济南大学 | 三维金属增强荧光/比色双模纸芯片的制备及atp检测 |
| CN106268990B (zh) * | 2016-07-26 | 2018-07-24 | 林捷琳 | 一种基于点阵热压法的纸微流控芯片制备方法 |
| CN107907585A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-04-13 | 广州禾信康源医疗科技有限公司 | 靶板及其制作方法 |
| CN109174216B (zh) * | 2018-07-27 | 2024-02-13 | 汉江师范学院 | 一种以薄层色谱板为基底的微流控芯片及其制作方法 |
| CN111208121A (zh) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种使用溶胶凝胶固载的喷墨打印葡萄糖检测试纸 |
| CN111208120A (zh) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种使用溶胶凝胶固载的喷墨打印亚硝酸盐检测试纸 |
| CN113125750A (zh) * | 2021-04-03 | 2021-07-16 | 江西格朗生物技术有限公司 | 一种肾损伤分子1（Kim-1）检测试剂卡 |
| CN116809266B (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-03 | 广东铭策广告标识有限公司 | 一种广告牌制作用表面快速上色装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101571538B (zh) * | 2008-04-29 | 2012-10-10 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种图案化生化分析试纸、其制作方法及应用 |
| CN101726591A (zh) * | 2009-12-09 | 2010-06-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种蜡图案化硝酸纤维素膜、其制备方法及应用 |
| CN102914536A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-02-06 | 大连大学 | 一种图案化多层阵列纸芯片和制备方法及其应用 |
| CN103105392A (zh) * | 2013-01-20 | 2013-05-15 | 桂林理工大学 | 一种图案化生化分析试纸的制作方法及应用 |
-
2014
- 2014-09-20 CN CN201410482316.9A patent/CN104226388B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104226388A (zh) | 2014-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104226388B (zh) | 一种基于激光辅助的一次性检测试纸制作方法 | |
| Songjaroen et al. | Novel, simple and low-cost alternative method for fabrication of paper-based microfluidics by wax dipping | |
| CN105107557B (zh) | 高通量三维微流控纸芯片的制备方法及应用 | |
| Sousa et al. | Instrument-free fabrication of microfluidic paper-based analytical devices through 3D pen drawing | |
| CN105004718B (zh) | 一种纸基微流控芯片的制备方法 | |
| CN101571538B (zh) | 一种图案化生化分析试纸、其制作方法及应用 | |
| Yu et al. | Microfluidic paper-based analytical devices fabricated by low-cost photolithography and embossing of Parafilm® | |
| Nie et al. | One-step patterning of hollow microstructures in paper by laser cutting to create microfluidic analytical devices | |
| Lim et al. | Microfluidic paper-based analytical devices for potential use in quantitative and direct detection of disease biomarkers in clinical analysis | |
| CN104215758A (zh) | 一种用于快速检测试纸的免仪器定量分析方法及其应用 | |
| CN104677896A (zh) | 一种用于比色分析的纸基微流控芯片的制备及应用 | |
| CN104819976A (zh) | 一种电化学发光纸芯片的制备及其在硫化氢检测中的应用 | |
| CN105067604A (zh) | 利用纸基芯片法快速半定量水果中葡萄糖含量的方法 | |
| Younas et al. | Parametric analysis of wax printing technique for fabricating microfluidic paper-based analytic devices (µPAD) for milk adulteration analysis | |
| CN103389303A (zh) | 一种多指标分析纸芯片及其制备方法 | |
| CN106018373B (zh) | 三维金属增强荧光/比色双模纸芯片的制备及atp检测 | |
| CN103105392A (zh) | 一种图案化生化分析试纸的制作方法及应用 | |
| CN107597217A (zh) | 一种结果可视化的纸基微流控芯片及其制备方法 | |
| CN104181215B (zh) | 一种电聚合分子印迹聚合物中空通道纸器件的制备及在农药残留即时检测中的应用 | |
| CN107570244B (zh) | 一种可信号放大的纸基微流控芯片及其制备方法 | |
| CN105903502B (zh) | 基于热转移蜡亲疏水图案微流控纸芯片的制备方法 | |
| CN109952269A (zh) | 微流体装置 | |
| CN104624259A (zh) | 一种简易、高通量微流控化学发光纸芯片的制备及应用 | |
| Haghayegh et al. | Immuno-biosensor on a chip: a self-powered microfluidic-based electrochemical biosensing platform for point-of-care quantification of proteins | |
| CN108940389A (zh) | 基于激光打印的纸基微流控芯片及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20141224 Assignee: GUILIN VEIRUN MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: GUILIN University OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980046003 Denomination of invention: A Method for Making Disposable Testing Paper Based on Laser Assisted Testing Granted publication date: 20160120 License type: Common License Record date: 20231108 |