纸微流控芯片技术开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一、微流控纸芯片的发展

石蕊试纸是常用的试纸，是检验溶液的酸碱性最古老的一种方式。它是17世纪英国化学家罗伯特波义耳通过一个有趣的实验发现而发明创造的,一直沿用至今^[1]。基于这一启发，2007年whitesides组^[2]提出了纸芯片这个概念，微流控纸芯片又称纸上微型实验室，是一种在纸基底上构建亲疏水的通道网络以进行分析检测的新型微流控分析器件。纸芯片因其原料廉价易得、易加工、生物兼容性好、无需外力驱动液流、检测较灵敏^[3]等优点受到了科研工作者极大的关注，广泛应用于血液、尿液和唾液中多种临床分析物的检测^[4]、对水体中重金属的检测^[5]、对葡萄糖和亚硝酸盐的分析^[6]、研究乳腺癌组织的微环境酸化^[7,8]以及乙醇含量测定^[9]等方面。

作为微流控芯片的一个重要分支^[10]，相比较于传统的微流控芯片（石英、玻璃、硅和高聚物等为芯片基底），基于纸的微型实验室结合了微流控的优点（系统微型化、试样、试剂消耗低、污染少、自动化、集成化程度高等）和纸的优点，实现分析实验室的微型化、集成化与便捷化，为当前微全分析系统提供了一个新的技术平台^[10]。目前，纸微流控芯片的研究主要包括：寻找合适的图案化材料，即具有疏水、疏油等特性；发展简易高效且低廉的图案化加工技术；通过各种功能器件的配合实现各种分析检测的应用等。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究目的：

本论文工作重点在于研究氟系低表面能材料作为纸芯片通道的图案化试剂的可行性。利用电脑软件将设计好的疏水或疏油通道绘制出来，用激光、刻字机打印等方法刻制出模板。研究氟系低表面能材料构建的流动通道对不同的亲疏水性、表面活性剂以及有机溶剂的限制作用；对微流控纸芯片的加工技术进行优化；利用该材料加工制得的纸芯片用于葡萄糖、亚硝酸盐以及尿酸的检测。该方法的实现，将有助于在纸上实现更多的化学反应和分析检测。

研究手段：