论文总字数：15060字

摘 要

现如今，随着科学技术的不断发展与进步，芯片越来越受相关技术人员的欢迎。纸芯片（Microfluidic Paper-based Analytical Devices, μPADs）分析是一类新发展起来的分析技术。该技术以纸作为基底，代替了石英、玻璃、硅、高聚物等传统的分析化学基底材料，在纸的表面加工出一定的微流体通道，结合了微流控技术和纸基底的优点。以纸芯片技术作为基础的电化学分析方法更是当前分析化学研究的前沿问题。本文将使用化学镀方法将纳米金、镀在滤纸基底上或是用氧化还原反应将银胶带氧化成氯化银/银电极形成纸芯片电化学分析装置，并研究该电极的表面形貌和电化学性能。

关键词：纸微流控芯片 纳米金 银 化学镀

ABSTRACT

Now, with the continuous development of science and technology and progress, the chip more and more welcomed by the relevant technical staff. The microfluidic Paper-based Analytical Devices (μPADs) analysis is a new class of analytical techniques. The technology uses paper as the base, instead of quartz, glass, silicon, polymer and other traditional analytical chemical base material, the paper surface processing of a certain microfluidic channel, combined with microfluidic technology and paper substrate advantages. The electrochemical analysis method based on paper chip technology is the frontier problem of current analytical chemistry research. In this paper, the electroless plating method was used to form nano-gold on the filter paper substrate to form the electrochemical analysis device of the paper chip, and the surface morphology and electrochemical performance of the electrode were studied.

Keywords: Microfluidic paper chip；Nano gold；Silver；Electroless plating

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1 微流控纸芯片的背景 1

1.2 微流控纸芯片的加工方法 2

1.2.1 丝网印刷 2

1.2.2 模板印刷 3

1.2.3 喷墨印刷 3

1.2.4 铅画法 4

1.3 微流控纸芯片的检测技术 5

1.3.1 光学检测 5

1.3.2 电化学检测 5

1.4 微流控纸芯片的应用 6

1.4.1 环境检测 6

1.4.2 食品检测 6

1.4.3 临床检测 6

1.5化学镀技术 7

1.5.1 化学镀的原理 7

1.5.2 化学镀金 7

1.6 本论文研究的内容和意义 8

第二章 实验部分 9

2.1 实验仪器和试剂材料 9

2.2 镀金液的配制 9

2.3 镀金过程 10

2.4 金电极的性能测试 11

2.5 银/氯化银电极的制备 11

2.6 银/氯化银电极的性能测试 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 实验结果 12

3.2 制得金电极的性能测试 13

3.3 制得银/氯化银电极的性能测试 14

第四章 结论与展望 15

参考文献 16

致谢 19

第一章 绪论

1.1 微流控纸芯片的背景

早在几个世界以前，以纸质材料作为基底的材料一直被用作化学分析的基底，文献报告中最早出现的例子是石蕊试纸^【1】。英国化学家波义耳发现了从石蕊地衣中提取出的紫色浸泡液具有遇酸变成红色、遇碱变成蓝色的特性，从而制作出了基础的检测液体酸碱性的纸芯片—石蕊试纸。

随着科学技术的飞速发展，分析仪器也在正在走向微型化、集成化、便携化。在这种情况下，微流控纸芯片分析装置（mPADs）的概念在2007年被Whitesides和他的同事提出^【3】。他们使用纸作为基底，代替了石英、玻璃、硅、高聚物等传统的分析化学基底材料，在纸的表面加工出一定的微流体通道，结合了微流控技术和纸基底的优点。而在2009年，Dungchai^【3】等人发表了纸芯片的电化学分析装置（ePADs），即将电极加工在纸基底上并将其应用于电化学分析。这种分析方法具有许多优点：（1）电极可以制得很小而且很容易加工到纸上；（2）电化学不需要复杂的设备；（3）便携式恒电位仪已经可用于现场测量；（4）已知的电化学方法非常广泛，可以扩展应用到许多有趣的领域。

纸质基底相较于其他的基底材料，主要因为它拥有一些独特的性质与优势：（1）成本更低。 与传统的玻璃、石英等材料相比，纸张更加廉价，且在使用之后更容易处理。因此纸芯片制作简便，其加工成本远低于传统微流控芯片。

（2）能够更加简单便利地进行化学分析工作。滤纸的内部本身就含有许多毛细孔道，即使没有外界力量的施加，液体仍能自主地在滤纸内部进行移动；纸张具有轻便易折叠的特点，不需要携带大型仪器即可以进行分析工作。

（3）生物兼容性好。在进行诸如生物、环保等方面分析工作时，生物兼容性是分析基底选择的重要指标。纸是由纤维素构成的，对于这种大多生生物体内都含有的物质，蛋白质、尿素等生物指标都与纸有很好的兼容性^【8】。

（4）纸张大多是白色的，其他颜色在白纸上都能十分便利的显现出来，这使得纸基底成为了比色法分析的不二选择。

（5）纸张便于处理，不会造成太大的环境污染，与许多重金属基底形成鲜明的对比。由于拥有这些优势，纸芯片技术已经成为了近年来分析化学发展中一个不可或缺的工具。

1.2 微流控纸芯片的加工方法

目前，制作微流控纸芯片的普遍方法是使用疏水性物质如蜡、聚二甲基硅烷、聚苯乙烯、烷基烯酮二聚体等，在滤纸上形成图案化的疏水围堰，达到形成亲水通道、反应区域和检测区域的目的。常用的微流控纸芯片加工方法有光刻技术^[4]、蜡印^[5]、等离子体处理、喷墨打印、喷墨溶剂刻蚀、绘图、丝网印刷、柔印、激光处理、融蜡浸透及切纸技术等。下图即为基本的纸芯片制造原理图（图1-1）。

请支付后下载全文，论文总字数：15060字