CN106638127A - 一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法，该方法利用蜡笔将通道结构外围涂满，蜡在高温加热后融化并渗透滤纸，形成包围指定区域的疏水边界。该方法的实施步骤如下：利用计算机绘图软件制作需要的微结构模型，并按照的微结构模型的设计尺寸进行打印，制作出含微结构模型的纸芯片草稿；将微结构模型草稿的纸芯片中设计的微结构模型部分切割下来，并用固体胶均匀涂在微结构模型的一侧，固体胶涂覆在微结构模型上的厚度小于其它区域的厚度；将微结构模型且涂胶的一侧平整地粘到滤纸上面，利用蜡笔将微结构模型周围的区域均匀涂满，进而形成涂满蜡笔的纸芯片；将涂满蜡笔的纸芯片放置于烘箱中加热，取出后在室温下冷却。

Description

一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法
技术领域
本发明涉及一种快速简便的纸芯片制作方法，利用蜡笔将通道结构外围涂满，蜡在高温加热后融化并渗透滤纸，形成包围指定区域的疏水边界。
背景技术
纸芯片是一种以纸质为芯片制作材料和分析平台的微流控芯片。由于纸质本身的特点，纸芯片具有制作简便、成本低廉、体积小、重量轻、便于储存和运输、生化兼容性好、样品消耗量少、效率高、无需外界驱动等诸多优点。与传统试纸条相比，纸芯片还具有以下优势：1、纸芯片以微通道形成网络来引导液体，可贯穿整个系统，可以同时检测多个样品或多个指标，实现较高通量；2、纸芯片通道的最小宽度可低至100μm，消耗样品量很少，检测成本非常低；3、纸芯片可以形成三维结构，一次性完成分离、纯化以及检测等多个步骤。
目前，纸芯片的制作方法主要有光刻法、打印法等。1、光刻法是最早提出来的一种方法，该方法实质上是将传统光刻法在纸芯片上的应用，包括预处理、涂胶、前烘、曝光、后烘、显影以及坚模等步骤。该方法的典型做法中，涂胶时需要用到环戊酮溶解的SU8光刻胶，曝光时需要紫外灯，显影需要丙二醇单甲醚溶液。2、喷墨打印法需要将喷墨打印机中的墨盒换成甲苯溶液，将滤纸在聚苯乙烯溶液中浸泡后，再利用打印的方法将预先设计好的图案打印到滤纸上，喷出来的甲苯会溶解聚苯乙烯，形成亲水通道。该方法需要喷墨打印机和聚苯乙烯溶液、甲苯溶液等。3、喷蜡打印法利用喷蜡打印机将设计好的图案打印到滤纸上，然后放入烘箱中加热，蜡会融化并透过滤纸，形成疏水的边界，边界包围的区域为亲水通道。该方法需要喷蜡打印机和烘箱。
上述几种方法都需要用到必要的设备或试剂，而这些在边远或落后地方难以满足，所以需要找到一种更加方便快捷的制作方法。针对这一要求，一种手绘图形的制作方法被提出，然而该方法制作的结构边缘精度不高，需要进行改进。
发明内容
一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法，该方法的实施步骤如下：
S1利用计算机绘图软件制作需要的微结构模型，并按照微结构模型的设计尺寸进行打印，制作出含微结构模型的纸芯片草稿；
S2将微结构模型草稿的纸芯片中设计的微结构模型部分切割下来，并用固体胶均匀涂在微结构模型的一侧；
S3将微结构模型涂胶的一侧平整地粘到滤纸上面，利用蜡笔将微结构模型周围的区域均匀涂满，进而形成涂满蜡笔的纸芯片；
S4将涂满蜡笔的纸芯片放置于烘箱中加热，取出后在室温下冷却。
绘图软件为AutoCAD、Solidworks或其它绘图工具。
烘箱的加热温度为150℃-210℃之间，烘箱的加热时间为0.5min-1min。
附图说明
图1是利用本发明将微结构粘到滤纸上的效果图。
图2是两种微结构贴合方法制得纸芯片的效果对比图。其中，上面通道通过粘贴微结构到滤纸上来涂覆蜡，下面通道通过按压微结构来涂覆蜡。
图3是利用本发明制作的纸芯片的反面通道结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法的工作过程和作用效果进行详细说明。
制作方法的具体工作过程如下：利用制图软件AutoCAD设计需要实现的微结构并按照原始尺寸打印；将微结构部分沿着边缘切割下来，利用固体胶均匀涂在微结构的一侧，涂覆的厚度要薄；将微结构部分涂胶的一侧平整地粘到滤纸上面；利用蜡笔将微结构周围的区域均匀涂满，如图1所示；将滤纸放置于温度为180℃的烘箱中加热1min，取出后在室温下冷却，即可得到制作完整的纸芯片。由于需要蜡在高温下融化后渗透整个滤纸，才能保证疏水边界将液体限制在亲水通道内，所以制作好的纸芯片正反两面都可以使用。
本发明中将设计的微结构粘到滤纸上，这样可以保证微结构与滤纸很好的贴合，防止用蜡笔在涂覆时由于微结构的移动而导致精度降低。如图2所示，上面通道通过粘贴微结构到滤纸上来涂覆蜡，下面通道通过按压微结构来涂覆蜡，制作时使用相同尺寸的微通道结构。通过对比两者的实验效果图可以发现，上面通道的边缘比较平整，下面通道的边缘精度较低。所以本发明将微结构粘贴到滤纸的一边，制作好的纸芯片使用其另一面，纸芯片反面通道的效果图如图3所示，可以发现实验效果与设计图案吻合较好。

Claims (3)

1.一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法，其特征在于：该方法的实施步骤如下，
S1利用计算机绘图软件制作需要的微结构模型，并按照微结构模型的设计尺寸进行打印，制作出含微结构模型的纸芯片草稿；
S2将微结构模型草稿的纸芯片中设计的微结构模型部分切割下来，并用固体胶均匀涂在微结构模型的一侧；
S3将微结构模型涂胶的一侧平整地粘到滤纸上面，利用蜡笔将微结构模型周围的区域均匀涂满，进而形成涂满蜡笔的纸芯片；
S4将涂满蜡笔的纸芯片放置于烘箱中加热，取出后在室温下冷却。
2.根据权利要求1所述的一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法，其特征在于：绘图软件为AutoCAD或Solidworks。
3.根据权利要求1所述的一种利用蜡笔手绘的纸芯片制作方法，其特征在于：烘箱的加热温度为150℃-210℃之间，烘箱的加热时间为0.5min-1min。
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Citations (2)

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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
CN103055967A (zh) * 2012-12-27 2013-04-24 济南大学 一种操作简单、低成本、多通道微流控化学发光纸芯片的制备及在现场检测中的应用

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Non-Patent Citations (1)

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Title
YAO LU等: "Rapid prototyping of paper-based microfluidics with wax for low-cost portable bioassay", 《ELECTROPHORESIS》 *

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