紙基微流控芯片的研究進展及趨勢

吳靜　徐軍飛　石聰燦

摘要：紙張由于來源廣泛、造價低廉、易于加工、生物樣品相容性較好、可降解等諸多優(yōu)點，常被用作承載分析診斷測試的基底材料。自2007年起，紙基微流控技術(shù)逐漸成為研究的熱點，并涉及醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境監(jiān)測、生化分析等多個領(lǐng)域。目前，紙基微流控芯片已成為一種新型的平臺技術(shù)，在低資源配置地區(qū)的快速診斷檢測領(lǐng)域顯示出了較大的應(yīng)用潛力。本綜述主要針對2007年以后的紙基微流控芯片的研究進展及趨勢做論述。

關(guān)鍵詞：紙基微流控芯片；制造工藝；結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)果顯示與讀取；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TS76；O652

文獻標(biāo)識碼：A

DOI：1011981/jissn1000684220180257

1紙基微流控芯片的起源

微流控芯片技術(shù)是一種利用微米或亞微米通道控制微量（10-18～10-9 L）的液體樣品或檢測劑，進行生化分析或醫(yī)學(xué)診斷的技術(shù)。這項技術(shù)最初起源于20世紀(jì)70年代末，Terry等實現(xiàn)了縮微的氣相色譜在硅片上的構(gòu)建，并演示了其進行混合氣體成分分析的效果[1]。隨后，在20世紀(jì)90年代初，Manz等首次提出微全分析系統(tǒng)（Miniaturized Total（Chemical） Analysis Systems，μTAS）的概念[2]，該系統(tǒng)又被稱為Lab on a Chip（LOC）。微流控芯片作為微型全分析系統(tǒng)的核心技術(shù)，它將生物化學(xué)分析過程構(gòu)建在一個幾平方厘米甚至更小的芯片上，通過微流通道控制試劑的輸送，實現(xiàn)樣品的制備、反應(yīng)、檢測等操作，在醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境監(jiān)測、生化分析等領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。目前，微流控芯片已經(jīng)發(fā)展成為世界上最具代表性的微集成化技術(shù)之一。

以紙張為基底構(gòu)建檢測平臺有著諸多優(yōu)點：造價低廉、環(huán)境友好、易于加工、可回收/再生、生物樣品相容性較好、過濾特性良好、可降解等。……