本发明专利技术公开了一种用于癌细胞检测的双模三维纸芯片的制备方法。利用蜡打印技术在纸上制备疏水区域、亲水区域，通过激光切割机切割通道，采用丝网印刷的方法，在纸上印制相应的参比电极、对电极和工作电极，再对检测区域进行功能化，进而固定目标物（癌细胞）和纳米催化材料；将制备好的纸芯片进行折叠，依次完成电化学和比色反应。通过合理的设计纸芯片通道，可实现对癌细胞的高灵敏、可视化检测。
【技术实现步骤摘要】
一种用于癌细胞检测的双模式三维纸芯片器件的制备方法
本专利技术涉及纸芯片
，更具体地说是一种能够用于癌细胞检测的双模式三维纸芯片器件的制备。
技术介绍
癌症严重危及着人类的健康。从近几年看，癌症患者越来越趋于年轻化，很多患者到了癌症晚期才发现疾病的存在。目前对于癌细胞的治疗主要有以下几种治疗方法：手术治疗、化学治疗、放射线治疗、免疫疗法等等。但以上方法对于恶性肿瘤只能是“治标不治本”，甚至会引发更严重的肿瘤扩散。因此，实现对于癌细胞的灵敏、快速、便捷的检测具有很好的研究前景。近年来，纸芯片器件以其廉价、可折叠、储量丰厚且便于修饰和携带等优点而备受科学家的关注。自Whitesides课题组报道了微流体纸基分析技术以来，不同种类的纸芯片器件应运而生。到目前为止，纸芯片器件已经成功应用于各种分析检测中，包括细胞检测、DNA检测、金属离子的检测以及一些生物小分子的检测等领域，在纸芯片器件上都是采用单一的检测手段进行。相比于单模式检测的纸芯片，双模式的检测方法能够进行初步筛选和精准检测双功能，具有操作简单、更高的稳定性和更宽的适用范围。因此，开发一种用于癌细胞检测的优质双模式纸芯片器件具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是制作一种操作简单、易于修饰、成本低的三维纸芯片器件，用于癌细胞的高灵敏且可视化的检测。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下措施来实现的：一种用于癌细胞检测的双模式三维纸芯片的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）在计算机上设计双模式三维纸芯片器件的疏水蜡打印图案，样式如附图1所示，从左向右，依次包含蜡打印图案A，蜡打印图案B，蜡打印图案C；（2）将步骤（1）中设计的打印图案通过蜡打印机打印在A4大小的纸上，随后将纸放置到烘箱中，在130~150ºC下加热2min，使蜡融化并浸透整个纸，形成疏水墙，没有打印蜡的部分为亲水区；（3）利用激光切割机，沿附图1中图案A，B和C所示样式的轮廓进行切割，同时制备显色通道及孔洞，正反面样式如附图3中1所示；（4）采用丝网印刷技术，将工作电极图案印刷到步骤（3）中得到的纸芯片上，如附图2所示，随后再依次将Ag/AgCl参比电极、碳对电极印刷图案印刷到步骤（3）中得到的纸上的反面区域；（5）对步骤（4）中纸芯片检测区域的亲水区，亦即附图2中数字3所示位置，利将还原氧化石墨烯滴至检测区域的亲水区，晾干，重复滴加5次，然后加入金纳米颗粒；（6）将目标物的适配体链S1加入到材料表面并在室温下温育30分钟；用封闭剂封闭15分钟；（7）将含有待测癌细胞的溶液加入（6）中亲水区4℃下孵育2小时，然后，加入20μL的准备好的PdAu-S2溶液在4°C温育60分钟，将制得的纸芯片器件洗涤、干燥，4℃下储存；（8）将印有蜡打印图案B的纸芯片和印有蜡打印图案C的纸芯片进行折叠，如附图3所示，将5.0mmol·L-1H2O2溶液、0.1mol·L-1磷酸缓冲液滴加到纸芯片检测区域的亲水区；（9）向比色检测区亦即附图2中数字2和2'所示位置上，滴加显色剂作为显色反应的储备液供后续显色反应使用；向预处理区亦即附图2中数字1所示位置加入缓冲液，1'所示位置加入等量的H2O2抑制剂；此时，2和2'，即两个比色检测区之间形成对比；（10）将（8）所得纸芯片连接电化学工作站利用差分脉冲伏安法进行测试，进而实现对癌细胞的定量检测；将（9）所得的印有蜡打印图案A的纸芯片和蜡打印图案B的纸芯片进行折叠，室温下反应2min后完成显色反应，随后进行比色定量检测。本专利技术所述双模式三维纸芯片器件的疏水蜡批量打印图案设计如下：检测区域和辅助区域的亲水区是直径为8.0mm的孔，显色区域直径为5.0mm，显色通道总长度为4.0mm，其它显色通道为中空通道。本专利技术所述的纸芯片用色谱纸或普通滤纸。本专利技术所述PdAu-S2制备：将0.10mL、0.50mM的乙酸铜溶液，2.5mL、0.10M的十八烷基三甲基氯化铵的乙二醇溶液和2.0mL、0.50mM的氯钯酸溶液依次加入到2.0mL，1.5mM的氯金酸溶液中。充分混合后，快速加入0.10mL、0.20M新制备的抗坏血酸溶液，轻轻摇动溶液并在15℃下静置12小时。洗涤三次后，即可获得的PH-AuPdNPs材料。随后，将100μL，50μM的S2链溶液加入到PH-AuPd纳米颗粒杂合物中，振荡2h，获得PdAu-S2。本专利技术所述封闭剂为6-巯基-1-己醇、己硫醇或牛血清白蛋白。本专利技术所述显色剂为3，3'，5，5'-四甲基联苯胺。本专利技术所述的差分脉冲伏安法，扫描电位范围为-0.6V至0.1V，脉冲宽度为50ms，扫描速率为50mVs-1，脉冲周期为0.2s。本专利技术所述的缓冲液为0.1mol·L-1pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液，由2.0mmol·L-1MgCl2，10mmol·L-1NaH2PO4和10mmol·L-1Na2HPO4组成。本专利技术的有益效果：（1）双模式三维纸芯片器件制备廉价、操作简单、高的稳定性和宽的适用范围。（2）通过精巧地设计纸芯片，可实现对低含量目标物高灵敏且可视化的检测。附图说明图1：双模式三维纸芯片器件图案；图2：双模式三维纸芯片器件结构设计图，其中，1和1'为预处理区，2和2'为比色检测区，3为工作电极所在区域；图3：双模式三维纸芯片器件检测实物图，其中，1为双模式三维纸芯片器件图，2和3为电化学检测，4为比色检测。具体实施方式实施实例1一种用于MCF-7细胞检测的双模式三维纸芯片器件的制备方法：（1）在计算机上设计双模式三维纸芯片器件的疏水蜡打印图案，样式如附图1所示，从左向右，依次包含蜡打印图案A，蜡打印图案B，蜡打印图案C；（2）将步骤（1）中设计的打印图案通过蜡打印机打印在A4大小的纸上，随后将纸放置到烘箱中，在130~150ºC下加热2min，使蜡融化并浸透整个纸，形成疏水墙，没有打印蜡的部分为亲水区；（3）利用激光切割机，沿附图1中图案A,B和C所示样式的轮廓进行切割，同时制备显色通道及孔洞，正反面样式如附图3中1所示；（4）采用丝网印刷技术，将工作电极图案印刷到步骤（3）中得到的纸芯片上，如附图2所示，随后再依次将Ag/AgCl参比电极、碳对电极印刷图案印刷到步骤（3）中得到的纸上的反面区域；（5）对步骤（4）中纸芯片检测区域的亲水区，亦即附图2中数字3所示位置，利将还原氧化石墨烯滴至检测区域的亲水区，晾干，重复滴加5次，然后加入金纳米颗粒；（6）将目标物适配体链S1加入到材料表面并在室温下温育30分钟；用封闭剂封闭15分钟；（7）将含有待测癌细胞的溶液加入（6）中亲水区4℃下孵育2小时，然后，加入20μL的准备好的PdAu-S2溶液在4°C温育60分钟，将制得的纸芯片器件洗涤、干燥，4℃下储存；（8）将印有蜡打印图案B的纸芯片和印有蜡打印图案C的纸芯片进行折叠，如附图3所示，将5.0mmol·L-1H2O2溶液、0.1mol·L-1磷酸缓冲液滴加到纸芯片检测区域的亲水区；（9）向比色检测区亦即附图2中数字2和2'所示位置上，滴加显色剂作为显色反应的储备液供后续显色反应使用；向预处理区亦即附图2中数字1所示位置加入缓冲液，1'所示位置加入等量的H2O2抑制剂；此时，2和2'，即两个比色检测区之间形成对比；（1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于癌细胞检测的双模式三维纸芯片器件的制备方法：1.1 在计算机上设计双模式三维纸芯片器件的疏水蜡打印图案，样式如附图1所示，从左向右，依次包含蜡打印图案A，蜡打印图案B，蜡打印图案C；1.2 将步骤1.1中设计的打印图案通过蜡打印机打印在A4大小的纸上，随后将纸放置到烘箱中，在130~150 ºC下加热2 min，使蜡融化并浸透整个纸，形成疏水墙，没有打印蜡的部分为亲水区；1.3 利用激光切割机，沿图案A, B和C所示样式的轮廓进行切割，同时制备显色通道及孔洞；1.4 采用丝网印刷技术，将工作电极图案印刷到步骤1.3中得到的纸芯片上，随后再依次将Ag/AgCl参比电极、碳对电极印刷图案印刷到步骤1.3中得到的纸上的反面区域；1.5 对步骤1.4中纸芯片检测区域的亲水区，利将还原氧化石墨烯滴至检测区域的亲水区，晾干，重复滴加5次，然后加入金纳米颗粒；1.6 将目标物的适配体链S1加入到材料表面并在室温下温育30分钟；用封闭剂封闭15分钟；1.7 将含有待测癌细胞的溶液加入1.6中亲水区4 ℃下孵育2小时，然后，加入20 μL的准备好的PdAu‑S2溶液在4 °C温育60分钟，将制得的纸芯片器件洗涤、干燥，4 ℃下储存；1.8 将印有蜡打印图案B的纸芯片和印有蜡打印图案C的纸芯片进行折叠，如附图3所示，将5.0 mmol·L‑1 H2O2溶液、0.1 mol·L‑1磷酸缓冲液滴加到纸芯片检测区域的亲水区；1.9 向两个比色检测区滴加显色剂作为显色反应的储备液供后续显色反应使用；向其中一个预处理区加入缓冲液，另一个预处理区加入等量的H2O2抑制剂；此时，两个比色检测区之间形成对比；1.10 将1.8所得纸芯片连接电化学工作站利用差分脉冲伏安法进行测试，进而实现对癌细胞的定量检测；将1.9所得的印有蜡打印图案A的纸芯片和蜡打印图案B的纸芯片进行折叠，室温下反应2 min后完成显色反应，随后进行比色定量检测。...
【技术特征摘要】
1.一种用于癌细胞检测的双模式三维纸芯片器件的制备方法：1.1在计算机上设计双模式三维纸芯片器件的疏水蜡打印图案，样式如附图1所示，从左向右，依次包含蜡打印图案A，蜡打印图案B，蜡打印图案C；1.2将步骤1.1中设计的打印图案通过蜡打印机打印在A4大小的纸上，随后将纸放置到烘箱中，在130~150ºC下加热2min，使蜡融化并浸透整个纸，形成疏水墙，没有打印蜡的部分为亲水区；1.3利用激光切割机，沿图案A,B和C所示样式的轮廓进行切割，同时制备显色通道及孔洞；1.4采用丝网印刷技术，将工作电极图案印刷到步骤1.3中得到的纸芯片上，随后再依次将Ag/AgCl参比电极、碳对电极印刷图案印刷到步骤1.3中得到的纸上的反面区域；1.5对步骤1.4中纸芯片检测区域的亲水区，利将还原氧化石墨烯滴至检测区域的亲水区，晾干，重复滴加5次，然后加入金纳米颗粒；1.6将目标物的适配体链S1加入到材料表面并在室温下温育30分钟；用封闭剂封闭15分钟；1.7将含有待测癌细胞的溶液加入1.6中亲水区4℃下孵育2小时，然后，加入20μL的准备好的PdAu-S2溶液在4°C温育60分钟，将制得的纸芯片器件洗涤、干燥，4℃下储存；1.8将印有蜡打印图案B的纸芯片和印有蜡打印图案C的纸芯片进行折叠，如附图3所示，将5.0mmol·L-1H2O2溶液、0.1mol·L-1磷酸缓冲液滴加到纸芯片检测区域的亲水区；1.9向两个比色检测区滴加显色剂作为显色反应的储备液供后续显色反应使用；向其中一个预处理区加入缓冲液，另一个预处理区加入等量的H2O2抑制剂；此时，两个比色检测区之间形成对比；1.10将1.8所得纸芯片连接电化学工作站利用差分脉冲伏安法进行测试，进而实现对癌细胞的定量检测；将1.9所得的印有蜡打印图案A的纸芯片和蜡打印图案B的纸芯片进行折叠，室温下反应2min后完成显色反应，随后进行比色定量检测。2.根据权利1所述一种用于癌细胞检测的双模式三维纸芯片器件的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：王贺，葛慎光，崔康，鉴燕楠，孙晓路，赵金歌，王绍鹏，刘海云，于京华，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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