基于 PDMS 真空泵驱动的自主纸质阀门定时采样μPAD 平台

《Lab on a Chip》：Autonomous paper valves using PDMS vacuum pumps as actuators for colorimetric chrono-samplingOpen Access

　　

基于纸张的微流控设备（μPADs）中的比色传感器在简单的、一次性分析应用中具有广泛前景。然而，高灵敏度的检测通常需要手动加载样本或进行主动的流体操作，例如阀门控制或时间延迟，这增加了设备的复杂性，削弱了μPADs的简单性。在这里，我们展示了一种自主的定时采样μPAD，它将比色传感器与基于纸张的阀门集成在一起，这些阀门由被动PDMS真空泵驱动，旨在实现设计的简洁性和制作的易用性。该设备包含一个由真空泵驱动的纸质阀门，该阀门由一个透气性PDMS层组成。通过修改PDMS层的通道几何结构，可以调节泵的透气性，从而通过一层薄聚合物膜精确控制阀门的开启时间。我们对泵-膜系统进行了实验研究，并利用这些数据对数值模拟进行了参数化，从而实现了对设备性能的预测性优化。作为概念验证，我们展示了在四个时间点（间隔45分钟）自主监测培养基的pH值，这些时间点的数据是从实验结束时获取的单张图像中得出的。这种方法可以很容易地扩展到其他采样间隔和传感器类型，充分利用了基于PDMS系统的可调性。总体而言，这一自主定时采样平台实现了低成本、无需仪器且时间可控的检测方法，具有在即时诊断、细胞培养、环境监测和时间分辨生化分析等领域的潜在应用。

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? 2026 作者。由英国皇家化学学会出版

2026

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