纸基微流控芯片的印刷制造工艺及其在食品安全检测中的应用

目的 探究纸基微流控芯片的发展现状,为纸基微流控芯片进一步研发和推广应用提供借鉴和参考。方法 通过调研文献,根据检测原理及印刷制备工艺对纸基微流控芯片进行阐述,然后对微流控芯片在食品安全检测中的应用研究进展进行总结。结果 纸基微流控芯片适用于比色法、荧光法、电化学法及表面增强拉曼光谱等多种检测方法,印刷制备工艺也呈现多样化发展趋势。纸基微流控芯片检测技术成功应用于食品添加剂、污染物、成分分析及智能食品包装等安全检测领域。结论 纸基微流控芯片应用潜力巨大,仍需进一步优化技术工艺以克服制约其发展的潜在瓶颈问题。     

PDMS微/毫流控芯片的简易快速制备及其疏水性研究

将玻璃片/管、锡箔等材料进行组装、通道搭建制备出带有管路图案的容器,再将聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚体浇注到该容器中固化成型,之后通过模具拆卸、切割制备出整体式PDMS微/毫流控芯片.该法可获取各种微通道尺寸保真性好的整体式芯片,其通道截面圆形度与由热压法制备的微流控芯片相比有明显提高.另将获得的PDMS芯片经过30 min紫外改性后,其疏水性得到明显改善,与H2O的接触角由钝角变为了锐角,并在室温下静置能维持1 h左右的改性,完全能够满足液滴成型实验的时间要求.另外将该法制备的PDMS整体式芯片用于单分散液滴、双重液滴制备时,可在较宽的流速范围(4 mL/h~36 mL/h)内得到粒径可控的液滴,并且液滴在芯片通道中不易破乳,表现出良好的稳定性.这对于靶球制备、功能材料合成、活性成分保持等应用有重要意义.     

微流控芯片模具非平面微电铸技术

研究了微流控芯片中大线距/线宽比条件下的UV-LIGA制作工艺.针对微电铸的要求,优化了大面积SU8曝光的工艺;通过计算机模拟分析和实验验证手段,提出了一种非平面微电铸方法,有效的解决了大线距/线宽比条件下的UV-LIGA工艺,为微流控器件的批量化制作成奠定了坚实的基础.     

集成一次性微流控芯片的便携式荧光检测系统

本文研究了一种新型的生物化学分析系统,该系统包括便携式荧光检测仪和带光纤的微流控芯片．采用基于MEMS技术的微泵将待测物与荧光试剂的混合物导入微流控芯片,采用PMT检测受激发产生的荧光,荧光强度与待测物浓度成一定比例．激发光则通过光纤将光源LED光信号导入微沟道中．随着液体在微沟道中的流动,可连续分析和检测不同的样品．该系统检测1～1000μg／L浓度的荧光素具有0．966的相关系数．基于荧光猝灭原理,该系统还可检测浓度为5ng／μL的硝基化合物．该生化分析系统除具有便携式和一次性微流控芯片优点外,还具有成本低．试剂、样品消耗量少,且分析时间短等优点该系统能实现现场检测,可应用于临床诊断、环境检测及生物战剂检测等领域     

一种微流控阵列光开关芯片

介绍一种微流控阵列光开关芯片,通过对光开关中微流体位置的控制,来控制光路中的光束的透射及全反射,以此实现光的"开"和"关"的动作.讨论光开关的耦合损耗等参数.该器件具有结构简单、功耗低、能实现集成化和微型化制作等特点.     

微流控芯片检测技术进展

对近年来用于微流控芯片的光学检测(包括荧光、吸收光度和电化学发光检测等)、电化学检测(电导检测、电位检测及安培检测)的发展和其他一些检测方法的研究成果进行了综述,随着微加工技术的不断发展,高速多通道检测以及集成多种方法的高通用性微流控检测芯片都将成为未来的研究热点。     

微流控芯片微沟道的超声压印制作

作为一种新型聚合物微结构成形方法,超声波压印具有成形速度快和基片整体变形小的特点,但是微结构在较大面积成形时存在均匀性较差的问题．本文面向微流控芯片中微沟道的超声波压印成形,通过设计正交实验和有限元仿真研究的方法,分析了超声压印工艺参数对微流控芯片成形质量和均匀性的影响原因及规律．结果表明,可以通过优化超声波压印压力、振幅和超声波作用时间提高压印均匀性．其中超声波压印压力对成形精度和均匀性的影响最大．采用优化后的工艺参数进行实验,在48mm×32mm面积的PMMA微流控芯片基片上成形了微沟道,微沟道的复制精度优于95．6％．片上3点的均匀性为98．0％．     

聚合物微流控芯片的注射成型

针对注塑成型微流控芯片过程中出现翘曲变形和微通道复制精度不高等缺陷,采用正交分析法,仿真优化了芯片厚度方向上的翘曲变形;基于翘曲优化结果,实验研究了微注射成型微流控芯片过程中模具温度、熔体温度和注射速度对微通道变形的影响。结果表明,保压时间和保压压力对微流控芯片的翘曲变形影响最大,而模具温度对微通道变形影响最为显著。采用优化的工艺参数,所成型的芯片微通道具有较高的复制度,无明显翘曲变形,可满足使用要求。     

不可逆封合微流控芯片中高活性蛋白质阵列的制备

保持生物分子的高活性是在不可逆封合微流控芯片中构筑微阵列芯片的关键问题.首先,利用MEMS技术和表面修饰方法制作了一种聚二甲基硅氧烷(PDMS)/玻璃芯片.应用光刻技术制作了PDMS盖片上的通道,同时用光刻剥离技术制作了玻璃基片上的金膜图案.进而,使用双官能团修饰剂3-氨丙基三甲氧基硅氧烷(APTMS)在玻璃基体和金膜图案上进行选择性表面修饰以吸附形成蛋白质阵列,并在其上覆盖一层水溶性聚乙烯醇(PVA)来保护蛋白质,既可避免其在加热处理过程中的高温伤害,又能防止在PDMS盖片与玻璃基片进行不可逆封合过程中的氧等离子体轰击造成的活性伤害.然后,通入水溶液冲洗除去PVA膜.使用荧光显微镜和原子力显微镜(AFM)考察蛋白质阵列质量,并结合免疫反应实验和细胞捕获固定实验评估蛋白质阵列的活性.结果表明,使用该方法可在不可逆封合的微流控芯片制作中构筑具有直径为200μm的高分辨率蛋白质阵列图案,蛋白质保持高的免疫活性,且可用于固定Hela细胞.     

聚合物多层微流控芯片超声波键合界面温度研究

针对聚合物多层微流控芯片键合,采用热辅助超声波键合方法实现了4层微流控芯片的键合,搭建了多界面温度测试装置,采用埋置热电偶的方法测试了三个被封接界面的温度场,研究了单独超声波作用和热辅助超声波键合法中各界面的温度并进行了比对.温度测试实验结果表明,在顶层热辅助温度70℃、6μm振幅、30kHz频率、100N超声波焊接压力和25s超声波作用时间下,基于热辅助的多层超声波键合方法可以使各键合界面的温度基本一致,从而实现多层微流控器件的多个界面键合质量一致.本文的研究为聚合物微流控器件的超声波多层键合机理研究提供了有益借鉴.     

纸质食品包装材料中 26 种有机残留物的检测

目的建立纸质食品包装材料中7种指示性多氯联苯、7种增塑剂、7种氯酚类化合物、2种二苯酮类化合物,以及4-辛基酚、2-异丙基硫杂蒽酮和硬脂酸甲酯同时检测的分析方法。方法采用超声提取,气相色谱-串联四极杆质谱多反应监测模式分析。结果 26种有机残留物在0.02~2.0 mg/kg范围内线性关系良好(r20.997),加标浓度在0.1 mg/kg时的平均回收率为88.9%~105.5%,相对标准偏差低于12.2%;方法的检出限为0.000 90~0.0035 mg/kg,定量限为0.0031~0.012 mg/kg。应用该方法对实际样品进行了检测,发现绝大多数样品中均检测出邻苯二甲酸二苯酯类增塑剂(检出含量为0.006~7.02 mg/kg),部分样品还检测出硬脂酸甲酯(检出含量为0.069~0.43 mg/kg)。结论该方法简单、快速、准确、灵敏,可用于纸质食品包装材料及类似基质中多种有机残留物的同时检测。     

纸质食品包装材料迁移测试研究用固体食品模拟物的选择

利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),对市面上常用纸质包装材料进行包装的食品——米粉、大米、脱脂奶粉、白砂糖,以及目前研究常用的、价格昂贵的食品模拟物Porapak的热稳定性与对各种模拟污染物的吸收性能进行了分析,以寻求代替Porapak用于分析纸质食品包装材料迁移测试的最佳食品模拟物。研究结果表明,在100℃时,出现了大米熟化、白砂糖热分解、脱脂奶粉焦化的现象,与其他食品相比,米粉的热稳定性最好;对75℃时各食品(模拟物)对模拟污染物的吸收性能依次为:Porapak米粉脱脂奶粉白砂糖大米,米粉与Porapak的吸收性能最接近,可以利用米粉代替Porapak,作为食品模拟物进行迁移测试实验。     

基于局部溶解性激活的聚合物微流控芯片超声波键合

利用低于临界振幅下的超声波作用在聚合物上仅产生表面热的特点,结合PMMA在异丙醇(IPA)中的温变溶解特性,提出了一种基于局部溶解性激活的超声波聚合物微流控芯片键合方法.理论分析表明当超声振幅小于临界振幅时,只有器件接触表面产生局部表面热,而且在70℃附近IPA对PMMA的溶解性才具有良好的激活作用.在试验研究中,利用精密加工法和热压法制作了带面接触式导能筋结构和80μm×80μm微通道的PMMA微流控芯片基片.在超声振幅为13μm、键合时间8 s、键合压力300 N的条件下进行了键合试验.结果表明,芯片拉伸强度达2.25 MPa,微通道的承压能力超过800 kPa,键合后导能筋无熔融,微沟道变形率小于2%,键合时间仅为8s.该方法的键合强度和键合效率明显高于传统的键合方法,而微结构的变形率却较小,故可作为一种具有产业化前景的聚合物MEMS器件快速封接方法.     

纸质食品包装材料中的残留污染物

食品包装材料中的残留污染物是引起食品污染的重要途径之一.根据国内外研究结果的有关资料,对纸质食品包装材料中存在的微量元素、荧光增白剂、有机氯化物、增塑剂、芳香族碳水化合物、有机挥发性物质、固化剂、防油剂以及杀菌剂等化学残留物的来源、毒性分析、其迁移到食品中的可能性及对人体的危害作了综合的论述,为相关食品包装企业的质量控制和科研工作者提供参考.     

客家特色食品的包装设计研究

客家这一民系有着悠久的历史.本研究从其食品的特色文化来分析,指出现有的客家特色食品在包装上没有显现出客家的符号,不能表现出客家美食的特点,让顾客不能从享受特色食品的同时享受客家的文化、历史、风俗等.表达这些信息的媒介恰恰是通过食品包装设计、食品造型和市场的开发策划等来完成.结合图形、文字、色彩和客家聚居地的历史来综合表达,使其获得更大的市场,产生更大的市场效益.     

生物基可降解聚合物食品包装材料发展及应用综述

目的 介绍生物基聚合物包装的研究进展,总结生物基聚合物包装材料的功能化。方法 综述目前生物基聚合物包装材料来源的分类,列举天然生物基聚合物、微生物合成的生物基聚合物和化学合成的生物基聚合物在食品包装方面的研究进展,总结生物基聚合物包装材料的功能化方向(抗菌、抗氧化、pH响应、光热响应等)。结论 生物基聚合物食品包装在绿色食品包装领域有较好的应用潜力。