紙基微流控芯片（Paper-based microfluidic analyticaldevices，μPADs）是一種新興的微流控分析技術平臺，具有成本低、加工簡易、使用和攜帶方便等優點，在臨床診斷、食品質量控制和環境監測等應用領域具有很大的應用前景。紙基微流控芯片采用紙張作為基底替代硅、玻璃、高聚物等材料，這種分析器件被稱為紙上微型實驗室，也稱為微流控紙分析器件。其在臨床診斷、食品質量、環境監測等領域有極廣泛的應用。

①什么是微流控紙芯片？

微流控紙芯片用紙張作為基底代替硅、玻璃、高聚物等材料，通過各種加工技術，在紙上加工出具有一定結構的親/疏水微細通道網絡及相關分析器件，構建“紙上微型實驗室”（lab on paper）,也稱微流控紙分析器件。

②紙芯片紙張的選擇

用于全血分析的血細胞過濾時，選用空隙率低、孔徑小且分布均勻的Whatman1號層析紙。

用于生物大分子的快速檢測時，采用硝基纖維濾膜作為紙芯片的基底。

檢測人的血型時，選擇吸墨紙、濾紙以及Kleenex紙巾三種不同紙張，A1-Tamini M研究它們對凝聚血細胞的固定效果及對未凝聚血細胞的洗脫效果。結果表明，Kleenex紙巾具有最佳效果。

另外，還有各種由纖維素和聚合物組成的離子交換紙和復合紙也可作為基底材料。

③紙芯片的加工技術

紫外光刻、蠟印、等離子體處理、噴墨打印、噴墨蝕刻、繪圖模擬儀繪圖、絲網印刷、柔印、激光處理、融蠟浸透。

根據疏水試劑與紙的結合方式，可以分為三類：

1.物理阻塞紙中的細孔（如：光刻膠、聚二甲硅氧烷-PDMS）

2.疏水化試劑在纖維素纖維表面上的物理沉積（如：聚苯乙烯、蠟）

3.纖維表面的化學改性（如：纖維素活性試劑AKD）

根據親疏水圖案化方式不同，可分為兩大類：

1.一步法

直接在紙張的局部區域一次性疏水化（原親水性紙片）或親水化（原疏水性紙片）處理。

2.兩步法

先采用物理沉積、物體堵塞或化學鍵合等途徑使整張紙片疏水化，再通過一定的技術使局部區域去疏水化。

④微流控紙芯片的應用領域

微流控紙芯片的主要應用是為多分析物或半定量試驗提供一個低成本、便攜式的分析平臺，降低疾病診斷和環境監控的花銷。

微流控芯片的應用可以分為以下兩類：

1.隨需應變式

空白的，沒有指示試劑的預沉積，取決于待測樣本來選擇和添加指示試劑。

2.即時可用式

檢測特定分析物，檢測區已預先集成了檢測試劑。

⑤微流控紙芯片優缺點

優點：

1.較硅、玻璃等材質，紙的成本低。

2.分析系統易微型化、便攜化。無需外置驅動泵，紙張可折疊，易保存和運輸。

3.生物兼容性好。濾紙主要成本為纖維素，可固定酶、蛋白質和DNA等生物大分子。

4.檢測背景低。紙張通常是白色，有利于在紙芯片上開展比色分析。

5.后處理簡單，無污染，可通過簡單安全的燃燒方式進行處理。

缺點：

1.樣本殘留在紙通道中和樣品在運輸過程中的蒸發導致樣品利用率降低。

2.對于一些具有低表面張力的樣本，疏水區不一定有足夠的疏水性，樣本可能會發生滲漏。

3.結合傳統的比色法，對于太低濃度的樣本分析紙芯片無法檢測。

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