集成印刷电子与纸微流控装置用于床旁快速检测

摘要

床旁快速诊断具有快速、操作简单和节约综合成本等优点，因而广泛应用在诊所和患者家中。为了增加检测设备的便携性，Whitesides等人提出了基于纸为基底的纸质微流控芯片，具有低成本、低检测背景、较好的生物相容性、易于折叠和后处理方法简单等优点。
　　心肌肌钙蛋白 I作为理想的心脏标志物，目前临床检测主要为中心实验室检测：需要大型检测仪器和专业人员，不适合临床快速诊断。而基于纸质微流控器件的床旁快速诊断满足检测要求。
　　基于以上背景，本论文提出一种基于喷墨印刷技术制作纸质微流控器件的方法，且利用制作的纸质微流控器件用于cTnI的床旁快速检测。在图案化的纸质微流控芯片上，利用喷墨打印技术沉积捕获抗体，制作全打印生物检测器件。基本原理是荧光PS纳米微球作为标记物，利用荧光显微镜获得检测区域荧光信号，计算得到cTnI的定量结果。
　　本论文通过研究，得到最佳抗体配对为mAb1-16A11与mAb2-19C7，甲苯与PDMS按质量比10:1进行混合得到的溶液满足喷墨打印机的要求，最终结果表明这种纸质微流控检测器件可以用于进行生物检测，且能达到1 ng/mL的检测限。
　　本论文还研究银电极的制作与优化：通过研究在 NC膜上喷墨打印银纳米粒子制备银电极的几个重要影响因素：基板温度、点间距、打印层数和后处理时间得出，当基板温度为40℃，点间距为20μm，后处理时间为90分钟时，得到的银电极具有较小的电阻值，可以与纸质微流控器件结合进行电化学检测。

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专用术语注释表

第一章 绪论与相关背景知识

1.1引言

1.2纸质微流控芯片的发展

1.3心肌肌钙蛋白I的概述

1.4本课题目标及意义

第二章 基于彩色纳米微球免疫层析试纸条的构建与优化

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第三章 基于喷墨打印制作纸质微流控芯片及其生物分析应用的研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 基于喷墨打印技术制作纸上银电极的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3性能表征与讨论

4.4本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢