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纸质微流控芯片与癌症标志物检测

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摘要：癌症标志物的检测在癌症的早期诊断治疗中具有重要意义。而纸质微流控芯片具有成本低，易携带，操作简单，检出限低，可大规模量产等优点，符合了癌症标志物检测要求。本文在此介绍纸质微流控芯片的特殊优点，制作原理和方法，研究进展，在检验医学中的应用，以及需要改进的地方。

关键词：纸质微流控芯片；癌症标志物；临床检测；应用

中图分类号：O657文献标志码：A

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据世界卫生组织统计，2012年癌症造成820万人死亡，成为全球的一个主要死亡原因。因此，癌症的早期诊断与治疗尤为重要。癌症标志物是指恶性肿瘤细胞在增值等过程中分泌释放出来的蛋白质，激素，酶等生物活性性质，它可以反映恶性肿瘤的存在以及生长情况。[1]所以临床医学上需要一种高水平的癌症标志物检测方法。微流控芯片(μ)正是近年来兴起的一种新技术，它具有成本低，高灵敏度，高效率等新优点，可以用来替代早期检测方法如化学发光法或酶联免疫分析法。纸质微流控芯片是微流控芯片中最具有发展前景的一种技术之一。本文将对该技术进行简单的综述。

1.纸质微流控芯片的优点

普通意义上的微流控芯片有如下优点：1.系统

通常微信化，易于携带。2.分析所需的试样试少，环境污染少。3.集成化，自动化，应用范围广，涉及化学，生命科学，材料，医学等领域。4.分析速度快，可多通道分析。[2~4]纸质微流控芯片还具有它的特殊优点[5]：1.纸在任何地方都可以得到而且价格便宜。（甚至是高级层析纸如#1(200.0×200.0,)也不是很贵）2.它可以通过毛细作用吸收被测液体3.可以对纸的表面进行修饰，让它具有更多应用4..纸是由纤维素构成的，具有良好的生物相容性5.纸是可燃的，在实验结束后，通过简单的燃烧办法处理即可6.纸是白色的，非常利于比色分析7.利用现有的印刷技术就可以在纸上进行通道刻蚀，表面加工等。

2.纸质微流控芯片的制作方法

2.1传统微流控芯片与纸质微流控芯片制作方法区别

传统的微流控芯片是在玻璃，硅橡胶，或者其他塑料或者高分子材料上刻蚀通道得到。而μ的制作主要是用疏水的材料做成屏障来得到一些亲水的通道。

（图一μ亲水通道示意图[4]）

现在已有好几种方法来制作μ[6]。主要有紫外光刻，蜡印，融蜡浸透，丝网印刷，绘图，喷墨打印等等。本文中着重介绍紫外光刻与蜡印法以及3μ的制作。而通过不同制作方法得到的μ之间的比较见图六。

2.2紫外光刻法

通过物理吸附，物理沉积等方法将光刻胶修饰在滤纸上，然后在掩膜保护下，用紫外光照射特定的区域曝光区域的光刻胶发生聚合，再用化学洗涤剂洗去未曝光部分的光刻胶，这样就得到了亲水通道。

这里仔细介绍小组[6]制作μ的方法。首先。他们将7.5直径的层析纸浸透在2的82010光刻胶中30s,然后再2000下离心分离30s,再在95℃下烘烤5，。他们再把掩膜保护下的层析纸暴露在405的紫外线（502)中照射10s。照射后，将层析纸再次与96℃下烘烤5来使曝光部分的光刻胶聚合。最后用来洗去未曝光部分的光刻胶，洗涤时长5。这样就得到了有刻蚀通道的层析纸，为了增加它的亲水性，可以把它的整个表面暴露在600的氧等离子体中10s。整个制作过程完毕。

2.3蜡印法

在层析纸的特定区域上固定上蜡，然后将层析纸置于90℃恒温干燥箱20左右，使蜡层正好均匀渗透到下层，而不会过度扩散。

2.43μ的制作

通过疏水材料隔离不同的芯片层，再用不同的孔道连通层与层之间，达到三维立体的效果。

（图二紫外光刻法制作流程示意图[7]）

（图三蜡印法制作流程示意图[5]）

（图四两种方法制作出来的μ[5]）

（图五3μ的制作流程图[4]）

3.纸质微流控芯片的工作原理

被测液体通过亲水通道到达测试区，在测试区可以通过电化学检测分析法，化学比色检测分析法，化学发光余电化学发光检测分析法等一系列的分析化学方法来检测出对待测物进行定量分析。

（图六用各种制作方法得到的μ之间的比较[5]）

4.纸质微流控芯片的分析检测方法

4.1比色检测

最常用最简单的检测方法就是比色检测法。待测物与测试区的分析试剂发生反应，利用化学反应，酶联免疫反应的显色效应，通过颜色指示来对待测物的多个指标进行定量分析。例如，图七就是比色检测法的一种应用。

这种检测方法是成本最低，最简单的方法。它可以用于远程医疗检测，例如一个病人用纸质微流控芯片得到颜色信息，用带有摄像头的手机进行拍照再通过互联网传送到远方的医生那里，医生就可以进行