微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片、制備方法及其應(yīng)用
【專利摘要】微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片、制備方法及其應(yīng)用，所述的制備方法包括首先將二氧化鈦粒子硅烷化處理得到超疏水的涂覆液，然后把濾紙浸泡在上述涂覆液中，室溫下自然干燥，由于超疏水納米粒子吸附在濾紙纖維上從而得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的超疏水濾紙片；然后在掩膜板上設(shè)計(jì)好微流控芯片的幾何尺寸，在掩膜板輔助下，用深紫外光(UV)對(duì)其進(jìn)行區(qū)域選擇性曝光，即可將設(shè)計(jì)好的微流控芯片的圖案復(fù)制到濾紙上；所述的微流控芯片包括濾紙、涂覆在濾紙表層的親?疏水層；所述的親?疏水層設(shè)有至少一條親水流道，親水流道內(nèi)設(shè)計(jì)有梯度變化的疏水微圖案，在流道內(nèi)形成潤(rùn)濕梯度。本發(fā)明的有益效果是：操作簡(jiǎn)單、制作成本低廉；具有潤(rùn)濕梯度的流道實(shí)現(xiàn)了微流體的自驅(qū)動(dòng)，極大降低了微流體驅(qū)動(dòng)的成本。
【專利說(shuō)明】
微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片、制備方法及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片、制備方法及其應(yīng)用，尤其是在雙氧水檢測(cè)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]2007年，Whitesides首次提出“微流控紙分析器件” (microfluidic paper-basedanalytical devices,yPADs)的概念，即通過各種微加工技術(shù)，在濾紙上構(gòu)建流體通道網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)分析器件，建立“紙上微型實(shí)驗(yàn)室” (lab-on-paper)。相比于傳統(tǒng)的微流控芯片，紙基微流控芯片具有諸多顯著優(yōu)點(diǎn)，如制作方便、成本低廉、體積小重量輕、便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存、操作性強(qiáng)、生物兼容性好、功能性強(qiáng)、后處理簡(jiǎn)單等。利用紙研制的紙基微流控芯片及其應(yīng)用現(xiàn)已成為微流控芯片技術(shù)研究的新領(lǐng)域。紙基微流控芯片可以作為微型化、便攜式的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)器件，將在醫(yī)學(xué)快速診斷、食品安全快速檢測(cè)以及環(huán)境質(zhì)量快速監(jiān)控等領(lǐng)域具有巨大潛在應(yīng)用價(jià)值兩個(gè)月前的天津危險(xiǎn)化學(xué)藥品爆炸給了我們慘痛的教訓(xùn)，在警示如何安全保存和運(yùn)輸化學(xué)藥品的同時(shí)，也對(duì)事后在盡可能短的時(shí)間內(nèi)獲取污染。
[0003]雖然紙基微流控芯片近幾年快速發(fā)展，但是不可否認(rèn)的是紙基微流控紙芯片還處在發(fā)展的初期，現(xiàn)有的紙芯片加工技術(shù)、流體操控技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，許多細(xì)節(jié)和關(guān)鍵點(diǎn)有待發(fā)展和克服。現(xiàn)紙基微流控芯片存在的不足之處有如下幾點(diǎn):I)雖然目前已經(jīng)報(bào)道的紙芯片加工技術(shù)和方法不少，但每一種都有其長(zhǎng)處和局限性。從方法的簡(jiǎn)易性、普適性、經(jīng)濟(jì)性和是否適合批量生產(chǎn)看，蠟打印技術(shù)、噴墨打印技術(shù)是比較有前景的兩種加工方法。但是其存在加工精度不知的問題，如何提高這兩種技術(shù)的圖案化精度，還有不少研究可做。2)紙芯片往往無(wú)法滿足復(fù)雜的微流控系統(tǒng)，利用切紙技術(shù)等得到的紙芯片任然需要外動(dòng)力源。復(fù)雜微流控系統(tǒng)的多步預(yù)處理與反應(yīng)、多組分同時(shí)檢測(cè)等要求對(duì)液流進(jìn)行方向性或有序性的操控。目前這方面的研究還很少，如何通過流道幾何構(gòu)型(親水通道的粗細(xì)、長(zhǎng)短、形狀等)的設(shè)計(jì)、經(jīng)過修飾形成表面潤(rùn)濕梯度的設(shè)計(jì)、并集成微閥等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)紙芯片上流體自驅(qū)動(dòng)式、方向性或有序可控流動(dòng)，今后還有很多研究工作需要開展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)目前的紙基微流控芯片無(wú)法滿足復(fù)雜的微流控系統(tǒng)、加工精度低的問題，提出了一種加工精度高、可以滿足復(fù)雜的微流控系統(tǒng)的微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片、制備方法及其應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明所述的微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片的制備方法，包括以下步驟:
[0006]I)制備超疏水二氧化鈦涂覆液:將二氧化鈦粉末與無(wú)水乙醇混合后在50?10Hz條件下超聲配成的二氧化鈦懸浮液，再加入硅烷，繼續(xù)在50?10Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應(yīng)1?15h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液；，所述的無(wú)水乙醇的加入量以二氧化鈦質(zhì)量計(jì)為0.01?0.02g/mL，所述硅烷與二氧化鈦懸浮液體積比為0.01?0.03:1;
[0007]2)制備超疏水濾紙:將濾紙片浸泡在上述的超疏水二氧化鈦涂覆液中I?3min后取出，室溫下自然干燥;反復(fù)操作多次，即可得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的超疏水濾紙片；
[0008]3)制備掩膜板:在計(jì)算機(jī)上設(shè)定好待打印在膠片上的流道圖形的參數(shù)，每條流道圖形均分布相應(yīng)的透光圖案，其中設(shè)定參數(shù)包括流道圖形的條數(shù)、排布、每條流道圖形上分布的透光圖案的形狀、排布、圖案密度以及圖案間距，然后通過高分辨的激光打印機(jī)在膠片上打印出來(lái)，此時(shí)帶圖案的膠片即為掩膜板;所述的流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布若干疏水圖案，每個(gè)疏水圖案對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置為超疏水區(qū)，疏水圖案之外的區(qū)域?yàn)槌H水區(qū)；沿加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)方向，相鄰區(qū)域之間的疏水圖案的圖案間距梯度漸減，即相應(yīng)的基體上的超親水區(qū)所占比例呈梯度遞增，，即在流道內(nèi)從加樣區(qū)向檢測(cè)區(qū)方向具有親水性逐漸遞增的潤(rùn)濕梯度；
[0009]4)制備微流控芯片:將掩膜板覆蓋在超疏水濾紙片上，然后開啟深紫外光(UV)光源，紫外光透過掩膜板的透光區(qū)域照射到超疏水濾紙表面，曝光的區(qū)域從超疏水轉(zhuǎn)變?yōu)槌H水，未被曝光的區(qū)域仍然保持超疏水性，即可將在掩膜板上設(shè)計(jì)好的微流控芯片圖案復(fù)制到濾紙上。
[0010]所述的硅烷為十八烷基三甲氧基硅烷。
[0011]步驟I)中的超聲時(shí)間為30?60min。
[0012]步驟2)中的超聲時(shí)間為10?20min。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所述的制備方法制備的微流控芯片，其特征在于:包括濾紙、涂覆在濾紙表層的親-疏水層，所述的親-疏水層設(shè)有至少一條帶潤(rùn)濕梯度的親水流道;所述的親水流道一端作為加樣區(qū)、另一端作為檢測(cè)區(qū)；所述的親水流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布若干疏水圖案，每個(gè)疏水圖案對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置為超疏水區(qū)，疏水圖案之外的區(qū)域?yàn)槌H水區(qū)；沿加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)方向，親水流道上的相鄰區(qū)域內(nèi)的疏水圖案的個(gè)數(shù)遞減，即相應(yīng)的基體上的超親水區(qū)所占比例呈梯度遞增，整個(gè)親水流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)形成親水性逐漸增強(qiáng)的潤(rùn)濕梯度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)液體的自驅(qū)動(dòng)。
[0014]所述的流道為楔形流道，其中楔形角為4?10°;并且楔形結(jié)構(gòu)的短底邊一側(cè)為加樣區(qū)，梯形的長(zhǎng)底邊一側(cè)為檢測(cè)區(qū)。
[0015]所有的親水流道圍成一圈，并且所述的親水流道的加樣區(qū)為圓心，所述的親水流道徑向分布。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述的微流控芯片在雙氧水檢測(cè)中的應(yīng)用，其特征在于:所述的應(yīng)用方法按以下步驟進(jìn)行:
[0017](I)將不同濃度的碘化鉀負(fù)載在檢測(cè)區(qū)，將已知濃度的雙氧水滴入被測(cè)樣品加樣區(qū)，雙氧水液滴能夠快速自動(dòng)的通過流道，到達(dá)被檢測(cè)區(qū)，檢測(cè)區(qū)的碘化鉀經(jīng)雙氧水的氧化變色；
[0018](2)顏色灰度處理過程:拍攝檢測(cè)區(qū)的圖片，并將獲得的圖片經(jīng)過灰度處理得到相應(yīng)的灰度圖，最后通過mtalab軟件提取出相應(yīng)灰度圖的強(qiáng)度值，然后將碘化鉀的濃度與相應(yīng)的圖片的強(qiáng)度值擬合得到相應(yīng)的線性方程；
[0019](3)測(cè)定未知濃度的雙氧水:將未知濃度的雙氧水滴入加樣區(qū)，將已知濃度的碘化鉀滴入檢測(cè)區(qū)，待雙氧水液滴能夠快速自動(dòng)的通過流道，到達(dá)被檢測(cè)區(qū)，檢測(cè)區(qū)的碘化鉀經(jīng)雙氧水的氧化變色；
[0020](4)顏色灰度處理過程:拍攝檢測(cè)區(qū)的圖片，并將獲得的圖片經(jīng)過灰度處理得到相應(yīng)的灰度圖，最后通過mtalab軟件提取出相應(yīng)灰度圖的強(qiáng)度值，然后將碘化鉀的濃度代入步驟(2)獲得的線性方程中，得出待測(cè)雙氧水的濃度值。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0022]I)構(gòu)造微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，使得流道內(nèi)外的親疏水性差距增大，防止液滴擴(kuò)散到流道夕卜，解決精度不足的問題。
[0023]2)結(jié)合楔形結(jié)構(gòu)和表面潤(rùn)濕梯度，為微液滴提供驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)，從而簡(jiǎn)化了外部壓力系統(tǒng)等輔助設(shè)備，更易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的微型化、產(chǎn)業(yè)化和便攜化，可用于資源缺乏時(shí)的快速診斷、野外軍事作業(yè)、家庭醫(yī)療及食品的安全檢測(cè)。
[0024]3)不限于雙氧水的檢測(cè)，其他化學(xué)反應(yīng)，生物檢測(cè)等運(yùn)用均可在該紙基微流控芯片中完成。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1(a)為紙基微流控芯片的示意圖；(b)為流道(a)中局部放大圖(C)為(a)中其中一條流道的示意圖。其中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下:I是濾紙基底，2是濾紙上的親/疏水層，21為具備潤(rùn)濕梯度的親水流道;22為加樣區(qū)；23是檢測(cè)區(qū)域，24為親水流道內(nèi)的超疏水微圖案;箭頭表示液體流動(dòng)方向。
[0026]圖2(a)為液滴在超疏水的濾紙上的光學(xué)圖片；(b)為曝光后的形成的親水圖案的光學(xué)圖片。
[0027]圖3不同濃度的碘化鉀被雙氧水還原后可視的顏色的變化的光學(xué)圖片。
[0028]圖4灰度值隨著碘化鉀濃度的變化。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明
[0030]參照附圖:
[0031]實(shí)施例1本發(fā)明所述的微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片的制備方法，包括以下步驟:
[0032]I)制備超疏水二氧化鈦涂覆液:將0.1g二氧化鈦粉末與1mL無(wú)水乙醇混合后在I OOHz條件下超聲30min配成0.01 g/mL的二氧化鈦懸浮液，再加入0.2mL十八燒基三甲氧基硅烷，繼續(xù)在10Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應(yīng)12h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液;所述十八燒基二甲氧基娃燒與一■氧化欽懸浮液體積比為0.02:1 ；
[0033]2)制備超疏水濾紙:將直徑為9cm的濾紙片浸泡在上述的超疏水二氧化鈦涂覆液中5min后取出，室溫下自然干燥;反復(fù)操作3次，即可得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的超疏水濾紙片;液滴在表面呈現(xiàn)球形狀，如圖2(a)所示，其接觸角大小為158.5°;
[0034]3)制備掩膜板:在計(jì)算機(jī)上設(shè)定好待打印在膠片上的流道圖形的參數(shù)，每條流道圖形均分布相應(yīng)的透光圖案，其中設(shè)定參數(shù)包括流道圖形的條數(shù)、排布、每條流道圖形上分布的透光圖案的形狀、排布、圖案密度以及圖案間距，然后通過高分辨的激光打印機(jī)在膠片上打印出來(lái)，此時(shí)帶圖案的膠片即為掩膜板;所述的流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布若干疏水圖案，每個(gè)疏水圖案對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置為超疏水區(qū)，疏水圖案之外的區(qū)域?yàn)槌H水區(qū)；沿加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)方向，親水流道上的相鄰區(qū)域內(nèi)的疏水圖案的個(gè)數(shù)遞減，即相應(yīng)的基體上的超親水區(qū)所占比例呈梯度遞增，整個(gè)親水流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)形成親水性逐漸增強(qiáng)的潤(rùn)濕梯度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)液體的自驅(qū)動(dòng)。；
[0035]4)制備微流控芯片:將掩膜板覆蓋在超疏水濾紙片上，然后開啟UV光源，使得超疏水濾紙片表面在UV光源下曝光lOmin，被曝光區(qū)域由超疏水轉(zhuǎn)變?yōu)槌H水，即得到紙基的微流控芯片，其中所述的UV輻照強(qiáng)度為15mff cm—2，波長(zhǎng)為390nm;高度間距為20cm，如圖2 (b)所不O
[0036]實(shí)施例2根據(jù)實(shí)施例1所述的制備方法制備的微流控芯片，包括濾紙1、涂覆在濾紙表層的親-疏水層2，所述的親-疏水層2設(shè)有至少一條帶梯度潤(rùn)濕表面的親水流道21;所述的親水流道21—端作為加樣區(qū)22、另一端作為檢測(cè)區(qū)23;所述的親水流道21從加樣區(qū)22到檢測(cè)區(qū)23劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布若干疏水圖案24，每個(gè)疏水圖案24對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置為超疏水區(qū)，疏水圖案之外的區(qū)域?yàn)槌H水區(qū);沿加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)方向，親水流道上的相鄰區(qū)域內(nèi)的疏水圖案的個(gè)數(shù)遞減，即相應(yīng)的基體上的超親水區(qū)所占比例呈梯度遞增，整個(gè)親水流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)形成親水性逐漸增強(qiáng)的潤(rùn)濕梯度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)液體的自驅(qū)動(dòng)。。
[0037]所述的流道為楔形流道，其中楔形角為6°;并且楔形的短底邊一側(cè)為加樣區(qū)，楔形的長(zhǎng)底邊一側(cè)為檢測(cè)區(qū)。
[0038]所有的親水流道21圍成一圈，并且所述的親水流道21的加樣區(qū)為圓心，所述的親水流道徑向分布。
[0039]實(shí)施例3根據(jù)實(shí)施例2所述的微流控芯片在雙氧水檢測(cè)中的應(yīng)用，所述的應(yīng)用方法按以下步驟進(jìn)行:
[0040](I)將8x10—4M、4xlO—4M、lxlO—4M、0.1xl0—4M四種不同濃度的碘化鉀負(fù)載在檢測(cè)區(qū)，將3 %的雙氧水滴入被測(cè)樣品加樣區(qū)，雙氧水液滴能夠快速自動(dòng)的通過流道，到達(dá)被檢測(cè)區(qū)，檢測(cè)區(qū)的碘化鉀經(jīng)雙氧水的氧化變色;雙氧水液滴能夠快速自動(dòng)的通過流道，到達(dá)被檢測(cè)區(qū)域，碘化鉀被雙氧水還原成帶顏色的碘，不同濃度的碘化鉀被還原后顯示的顏色強(qiáng)度不同；
[0041](2)顏色灰度處理過程:拍攝檢測(cè)區(qū)的圖片，并將獲得的圖片經(jīng)過灰度處理得到相應(yīng)的灰度圖，假設(shè)圖片的名字為a.jpgim= imread( ’a.jpg ’);最后通過mtalab軟件的im =rgb2gray(im)命令得到灰度圖，如圖3所示;最后通過imshow( im)命令來(lái)提取出相應(yīng)灰度圖的強(qiáng)度值，強(qiáng)度值隨碘化鉀濃度的變化如圖4所示，分別為122，111，100，96，然后將碘化鉀的濃度與相應(yīng)的圖片的強(qiáng)度值擬合得到相應(yīng)的線性方程為y = 3.62x+95.5;
[0042](3)測(cè)定未知濃度的雙氧水:將未知濃度的雙氧水滴入加樣區(qū)，將已知濃度的碘化鉀滴入檢測(cè)區(qū)，待雙氧水液滴能夠快速自動(dòng)的通過流道，到達(dá)被檢測(cè)區(qū)，檢測(cè)區(qū)的碘化鉀經(jīng)雙氧水的氧化變色；
[0043](4)顏色灰度處理過程:拍攝檢測(cè)區(qū)的圖片，并將獲得的圖片經(jīng)過灰度處理得到相應(yīng)的灰度圖，最后通過mtalab軟件提取出相應(yīng)灰度圖的強(qiáng)度值，然后將碘化鉀的濃度代入步驟(2)獲得的線性方程中，得出待測(cè)雙氧水的濃度值。
[0044]本說(shuō)明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片的制備方法，包括以下步驟: 1)制備超疏水二氧化鈦涂覆液:將二氧化鈦粉末與無(wú)水乙醇混合后在50?10Hz條件下超聲配成的二氧化鈦懸浮液，再加入硅烷，繼續(xù)在50?10Hz條件下超聲混勻，然后室溫下反應(yīng)10?15h，得到超疏水二氧化鈦涂覆液；，所述的無(wú)水乙醇的加入量以二氧化鈦質(zhì)量計(jì)為0.01?0.02g/mL，所述娃燒與二氧化鈦懸浮液體積比為0.01?0.03:1; 2)制備超疏水濾紙:將濾紙片浸泡在上述的超疏水二氧化鈦涂覆液中I?3min后取出，室溫下自然干燥;反復(fù)操作多次，即可得到具有微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的超疏水濾紙片； 3)制備掩膜板:在計(jì)算機(jī)上設(shè)定好待打印在膠片上的流道圖形的參數(shù)，每條流道圖形均分布相應(yīng)的透光圖案，其中設(shè)定參數(shù)包括流道圖形的條數(shù)、排布、每條流道圖形上分布的疏水圖案的形狀、排布、圖案密度以及圖案間距，然后通過高分辨的激光打印機(jī)在膠片上打印出來(lái)，此時(shí)帶圖案的膠片即為掩膜板;所述的流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布若干疏水圖案，每個(gè)疏水圖案對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置為超疏水區(qū)，疏水圖案之外的區(qū)域?yàn)槌H水區(qū)；沿加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)方向，親水流道上的相鄰區(qū)域內(nèi)的疏水圖案的個(gè)數(shù)遞減，即相應(yīng)的基體上的超親水區(qū)所占比例呈梯度遞增，整個(gè)親水流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)形成親水性逐漸增強(qiáng)的潤(rùn)濕梯度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)液體的自驅(qū)動(dòng)； 4)制備微流控芯片:將掩膜板覆蓋在超疏水濾紙片上，然后開啟深紫外光(UV)光源，紫外光透過掩膜板的透光區(qū)域照射到超疏水濾紙表面，曝光的區(qū)域從超疏水轉(zhuǎn)變?yōu)槌H水，未被曝光的區(qū)域仍然保持超疏水性，即可將在掩膜板上設(shè)計(jì)好的微流控芯片圖案復(fù)制到濾紙上。2.如權(quán)利要求1所述的微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片的制備方法，其特征在于:所述的娃燒為十八燒基二甲氧基娃燒。3.如權(quán)利要求1所述的微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片的制備方法，其特征在于:步驟1)中的超聲時(shí)間為30?60min。4.如權(quán)利要求1所述的微流體自驅(qū)動(dòng)式紙基微流控芯片的制備方法，其特征在于:步驟2)中的超聲時(shí)間為10?20min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法制備的微流控芯片，其特征在于:包括濾紙、涂覆在濾紙表層的親-疏水層，所述的親-疏水層設(shè)有至少一條帶梯度潤(rùn)濕表面的親水流道;所述的親水流道一端作為加樣區(qū)、另一端作為檢測(cè)區(qū)；所述的親水流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均勻分布若干疏水圖案，每個(gè)疏水圖案對(duì)應(yīng)基體相應(yīng)位置為超疏水區(qū)，疏水圖案之外的區(qū)域?yàn)槌H水區(qū);沿加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)方向，親水流道上的相鄰區(qū)域內(nèi)的疏水圖案的個(gè)數(shù)遞減，即相應(yīng)的基體上的超親水區(qū)所占比例呈梯度遞增，整個(gè)親水流道從加樣區(qū)到檢測(cè)區(qū)形成親水性逐漸增強(qiáng)的潤(rùn)濕梯度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)液體的自驅(qū)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微流控芯片，其特征在于:所述的流道為楔形流道，其中楔形角為4?10°;并且楔形的短底邊一側(cè)為加樣區(qū)，楔形的長(zhǎng)底邊一側(cè)為檢測(cè)區(qū)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微控流芯片，其特征在于:所有的親水流道圍成一圈，并且所述的親水流道的加樣區(qū)為圓心，所述的親水流道徑向分布。8.權(quán)利要求5?7任意一項(xiàng)所述的微流控芯片在雙氧水檢測(cè)中的應(yīng)用，其特征在于:所述的應(yīng)用方法按以下步驟進(jìn)行: (I)將不同濃度的碘化鉀負(fù)載在檢測(cè)區(qū)，將已知濃度的雙氧水滴入被測(cè)樣品加樣區(qū)，雙氧水液滴能夠快速自動(dòng)的通過流道，到達(dá)被檢測(cè)區(qū)，檢測(cè)區(qū)的碘化鉀經(jīng)雙氧水的氧化變色； (2)顏色灰度處理過程:拍攝檢測(cè)區(qū)的圖片，并將獲得的圖片經(jīng)過灰度處理得到相應(yīng)的灰度圖，最后通過mtalab軟件提取出相應(yīng)灰度圖的強(qiáng)度值，然后將碘化鉀的濃度與相應(yīng)的圖片的強(qiáng)度值擬合得到相應(yīng)的線性方程； (3)測(cè)定未知濃度的雙氧水:將未知濃度的雙氧水滴入加樣區(qū)，將已知濃度的碘化鉀滴入檢測(cè)區(qū)，待雙氧水液滴能夠快速自動(dòng)的通過流道，到達(dá)被檢測(cè)區(qū)，檢測(cè)區(qū)的碘化鉀經(jīng)雙氧水的氧化變色；(4)顏色灰度處理過程:拍攝檢測(cè)區(qū)的圖片，并將獲得的圖片經(jīng)過灰度處理得到相應(yīng)的灰度圖，最后通過mtalab軟件提取出相應(yīng)灰度圖的強(qiáng)度值，然后將碘化鉀的濃度代入步驟(2)獲得的線性方程中，得出待測(cè)雙氧水的濃度值。
【文檔編號(hào)】G01N21/78GK105833926SQ201610270390
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】吳化平, 劉愛萍, 張征, 丁浩, 柴國(guó)鐘, 朱凱, 曹彬彬, 吳兵兵
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué), 浙江理工大學(xué)