微流控(Microfluidics)是(shi)壹種(zhong)在微米尺度上操作、控制流體(ti)的(de)技(ji)術(shu).微流控芯片(pian)是(shi)微流控技(ji)術(shu)實(shi)現(xian)的(de)平(ping)臺.通(tong)過分析(xi)儀器(qi)的(de)集(ji)成化、微型化,可把(ba)實(shi)驗(yan)室(shi)中的(de)分析(xi)儀器(qi)功能(neng)集成(cheng)到幾個平(ping)方(fang)厘米大(da)小(xiao)的(de)芯片(pian)上(shang).傳統(tong)的(de)微流控芯片(pian)主要以(yi)玻(bo)璃、  矽片(pian)、高聚物等(deng)材料作為(wei)基(ji)底,以(yi)微通(tong)道(dao)為(wei)網絡,將微泵、微閥、微電極(ji)、微反應器(qi)、檢測(ce)元(yuan)件(jian)等(deng)功能(neng)器(qi)件(jian)像(xiang)集成電路(lu)壹樣(yang)集(ji)成在微芯片(pian)上(shang).

        紙基微流控芯片(pian)即(ji)"微流控紙分析(xi)器(qi)件(jian)"(microfluidic paper-based analytical devices, μPADs)的(de)概(gai)念(nian),通(tong)過各(ge)種(zhong)微細加工技(ji)術(shu),在(zai)濾紙(zhi)上構(gou)建(jian)流(liu)體(ti)通(tong)道(dao)網絡及(ji)相(xiang)關分析(xi)器(qi)件(jian),建(jian)立"紙上微型實驗室(shi)"(lab-on-paper).μPADs將(jiang)濾紙(zhi)廉價易(yi)得、生物相(xiang)容性好(hao)等特點與(yu)微流控芯片(pian)的(de)傳(chuan)統(tong)優勢(shi)相(xiang)結合(he),壹經(jing)提(ti)出就引起(qi)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)關(guan)註.紙基微流控芯片(pian)特別(bie)適(shi)於(yu)制作"用(yong)後(hou)即(ji)棄(qi)"的(de)壹次性分析(xi)傳(chuan)感(gan)器(qi),具(ju)有巨大(da)的(de)應(ying)用(yong)潛(qian)力(li).

        紙(zhi)芯片(pian)的(de)加(jia)工技(ji)術(shu),除了(le)光(guang)刻等(deng)傳(chuan)統(tong)的(de)微電子(zi)加工技(ji)術(shu)之外(wai),還包(bao)括(kuo)紙質(zhi)的(de)常規(gui)加(jia)工工藝,如(ru)印(yin)刷技(ji)術(shu)等(deng).濾紙(zhi)的(de)加(jia)工方(fang)式(shi)豐(feng)富(fu),與(yu)微流控芯片(pian)的(de)技(ji)術(shu)需(xu)求相(xiang)結合(he),形(xing)成(cheng)了(le)很(hen)多區別於傳統(tong)微流控芯片(pian)加(jia)工手段(duan)的(de)獨(du)特工(gong)藝(yi).

        紙芯片(pian)得(de)以(yi)實(shi)現(xian)流體(ti)控制和(he)分析(xi)檢(jian)測(ce)的(de)前(qian)提(ti),是(shi)在濾紙(zhi)基底上(shang)形(xing)成(cheng)親(qin)/疏水(shui)通(tong)道(dao)網絡.基片(pian)加工(gong)技(ji)術(shu)從(cong)疏水(shui)物質(zhi)與(yu)濾紙(zhi)的(de)結(jie)合(he)方(fang)式(shi)上(shang),可分為(wei)物理(li)吸附(fu)與(yu)化學結合(he);從(cong)疏水(shui)材料的(de)分配和(he)處(chu)理(li)手段(duan)上,可分為(wei)光(guang)刻、等(deng)離(li)子(zi)體(ti)處(chu)理(li)、印(yin)刷、繪(hui)圖(tu)、激光(guang)刻蝕(shi);還(hai)可根據(ju)對(dui)濾紙(zhi)本身(shen)的(de)處(chu)理(li),分為(wei)裁(cai)切、疊(die)加、雕(diao)刻(ke)、粘(zhan)貼等(deng)技(ji)術(shu).在(zai)紙(zhi)芯片(pian)的(de)加(jia)工過程(cheng)中,經(jing)常需要對(dui)同壹紙(zhi)基(ji)進行不(bu)同的(de)加(jia)工技(ji)術(shu)結(jie)合(he)處(chu)理(li).尤其(qi)是(shi)三(san)維(wei)紙芯片(pian),在(zai)完成了(le)表(biao)面(mian)疏水(shui)區域(yu)的(de)圖(tu)案(an)化之後(hou),還需(xu)要將(jiang)多片紙(zhi)基質(zhi)裁(cai)切、疊(die)加、打孔(kong)、粘(zhan)貼,以(yi)形(xing)成(cheng)三(san)維(wei)尺度上的(de)微流控通(tong)道(dao).

        微流控紙芯片(pian)的(de)檢(jian)測技(ji)術(shu)包(bao)括(kuo)比色(se)法、化學發光(guang)法、熒(ying)光(guang)檢測(ce)、電化學發光(guang)法、電化學法、表(biao)面(mian)增(zeng)強(qiang)拉曼光(guang)譜等.比(bi)色(se)分析(xi)法(fa)以(yi)分析(xi)物和(he)底物之間的(de)顯(xian)色(se)反應為(wei)基(ji)礎,通(tong)過比(bi)較或測(ce)量(liang)有(you)色(se)產物的(de)顏色(se)變化或(huo)顏色(se)強(qiang)度來(lai)定(ding)性(xing)或(huo)定(ding)量(liang)檢(jian)測待測(ce)組(zu)分.化學發光(guang)法是(shi)依(yi)據(ju)反(fan)應過程(cheng)中某(mou)壹時刻(ke)的(de)化學發光(guang)強(qiang)度來(lai)定(ding)量(liang)的(de)壹種(zhong)分析(xi)方(fang)法(fa),當(dang)被測物接(jie)觸到檢測(ce)區時,產(chan)生明顯(xian)的(de)發(fa)光(guang)效果(guo).

        熒光(guang)分析(xi)法(fa)是(shi)利用(yong)熒(ying)光(guang)物質(zhi)經(jing)激發(fa)光(guang)照射(she)所(suo)發(fa)出的(de)熒(ying)光(guang)對其(qi)進(jin)行定性或定(ding)量(liang)分析(xi)的(de)方(fang)法(fa),紙(zhi)基(ji)中可能(neng)存(cun)在(zai)的(de)增(zeng)白劑(ji)對檢(jian)測(ce)會(hui)造成壹定(ding)幹(gan)擾,但(dan)熒光(guang)分析(xi)本身(shen)仍(reng)具(ju)有很高(gao)的(de)適(shi)用(yong)性(xing).紙(zhi)基(ji)微流控芯片(pian)的(de)熒(ying)光(guang)檢測(ce)通(tong)常與(yu)生物親(qin)和(he)吸附(fu)作用(yong)結(jie)合(he).

        電化學發光(guang)又稱(cheng)電致(zhi)化學發光(guang),采用(yong)電化學發光(guang)法進(jin)行分析(xi)物檢(jian)測(ce)的(de)微流控芯片(pian),在(zai)檢測區需要構(gou)建(jian)電極(ji)體(ti)系,通(tong)常采用(yong)絲(si)網印刷或(huo)電子(zi)束蒸發(fa)、光(guang)刻法(fa)等(deng)技(ji)術(shu)產(chan)生三(san)電極(ji)體(ti)系,並負(fu)載(zai)化學發光(guang)試劑(ji),通(tong)過施加(jia)壹定(ding)電壓(ya),待測(ce)物與(yu)發(fa)光(guang)試劑(ji)發生電化學發光(guang)反應(ying),獲(huo)得(de)發光(guang)信號(hao)後(hou),可由(you)信(xin)號(hao)強(qiang)度得到待測(ce)物濃度.電化學法同樣(yang)是(shi)在紙(zhi)基上(shang)構(gou)建(jian)三(san)電極(ji)體(ti)系,使用(yong)伏(fu)安法(fa)等(deng)具(ju)體(ti)檢測(ce)方(fang)法(fa)檢(jian)測(ce)樣(yang)品(pin)中待測(ce)物的(de)含量(liang).

        電化學檢測是(shi)以(yi)電極(ji)為傳感(gan)器(qi),將待測(ce)組(zu)分的(de)化學信號轉化為(wei)電信(xin)號來(lai)進(jin)行測定的(de)方(fang)法(fa),相(xiang)較於光(guang)學檢測技(ji)術(shu),該(gai)方(fang)法(fa)所(suo)受的(de)背(bei)景幹(gan)擾更小,靈(ling)敏度更高.表(biao)面(mian)增(zeng)強(qiang)拉曼散(san)射(SERS)是(shi)指吸附(fu)在粗(cu)糙金(jin)屬(shu)表(biao)面(mian)或(huo)膠質(zhi)金屬(shu)顆(ke)粒上樣(yang)品(pin)的(de)拉曼信(xin)號(hao)放(fang)大現(xian)象.濾紙(zhi)因(yin)其(qi)微米級(ji)的(de)粗(cu)糙度和(he)多孔(kong)纖維(wei)結構(gou),在(zai)作(zuo)為(wei)金(jin)屬(shu)納米粒(li)子(zi)的(de)負(fu)載(zai)基底時,表(biao)現(xian)出較大的(de)優(you)越性.