微流控纸芯片阵列及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了微流控纸芯片阵列，所述微流控纸芯片阵列包括多个独立的纸芯片组成的纸芯片阵列，所述多个独立的纸芯片均包括单通道纸芯片制成的流动分离区、以及分别位于流动分离区两端的圆形纸芯片制成的加样池和显色池，所述显色池分别通过不同的显色剂滴加后室温干燥获得，所述显色剂为甲基红、中性红、溴甲酚紫、卟啉锌和卟啉钴中的一种或几种。本发明专利技术还公开了微流控纸芯片阵列的制备方法及其应用。本发明专利技术充分利用纸芯片具有分离功能的特点，减少常规分析中的离心环节，克服单一指标检测不准确的缺点。本发明专利技术检测灵敏度高，结果准确，无需应用高级的仪器设备，因而能满足多数人群应用。

【技术实现步骤摘要】
微流控纸芯片阵列及其制备方法和应用
本专利技术属于微流控芯片检测
，具体涉及微流控纸芯片阵列及其制备方法和应用，尤其涉及一种基于微流控纸芯片阵列技术的肉品品质检测方法。
技术介绍
肉类营养丰富，是居民膳食结构的重要组成部分，可以为机体提供蛋白质、脂肪、维生素和矿物质等营养要素。肉类食品的蛋白质含量丰富，且均为优质蛋白，在人体内消化率高，容易被吸收利用，尤其是能够提供人体自身无法合成的八种必须氨基酸，弥补植物性氨基酸的缺陷。肉类中的脂肪不仅是人体能量的重要来源，也是脂溶性维生素的主要载体。肉类中所含维生素B1、B2和尼克酸以及铁、锌等矿物质对人们的身体健康起到重要作用。因此，肉类是人们日常饮食中不可或缺的一类食物。随着社会经济的快速发展，国民生活水平不断提高，人们的饮食观念已发生巨大转变，对肉的需求不再只限于数量上的满足，而是更加关心肉品的内在品质与安全，如营养成分、新鲜程度以及毒害物质的含量等。近年来，食品安全问题频出，肉品品质及安全已经引起消费者、销售者、管理部门的极大关注。通常情况下，判断肉品品质变化可以导致黏度、嫩度、风味、色泽、口感以及持水性等改变。表面发黏，颜色及气味变化等是肉品变质的主要标志。事实上，当肉品出现如上几种表观标志时，表明它的腐败程度已经极其严重。因此，通过感官特征评定肉品品质的方法不是一个十分合理有效的途径。肉品变质是一个复杂的过程，包括pH改变、生物胺的增加等。生物胺是一类具有生物活性且天然存在的碱性含氮物质，普遍存在于动植物中，尤其是蛋白质含量丰富的肉品，无论是刚屠宰的生鲜肉还是经过低温存储一段时间的肉品，它们都含有多种生物胺类物质，且生物胺的含量与存储时间成正相关。微流控纸芯片具有成本低、易加工、可携带、生物兼容性好以及试样消耗量少等优点，已作为一种新型的微流控分析技术平台，并用于临床诊断，食品质量控制和环境监测等领域。例如科技论文“微流控纸芯片的开发用于尿液总蛋白含量的快速检测”(期刊：现代盐化工，2018年2月，作者：李修平；任由；崔天宇等)，利用微控流纸芯片技术实现了尿液中总蛋白含量的快速检测。科技论文“微流控纸芯片用于茶多酚含量快速检测”(期刊：分析仪器，2016年，作者：郝振霞；金莉莉；周苏娟等)，采用由喷蜡打印法制备的微流控纸芯片技术检测了不同茶汤样品中的儿茶酚含量。纸芯片还具有分离作用，在亲水性的纸基通道中，疏水性物质流动性差，从而可以达到分离目的。将这一特性用于肉品检测过程中脂肪的分离，可以直到起高分析效果的目的。
技术实现思路
专利技术目的：由于肉品成分复杂，单一检测某一理化性质难以准确评定肉品品质，本专利技术所要解决的技术问题是将多个不同检测指标的芯片组合成纸芯片阵列，实现肉品品质的多指标综合检测。本专利技术还要解决的技术问题是提供了该微流控纸芯片阵列的制备方法。本专利技术最后要解决的技术问题是提供了一种肉品的检测方法，该方法基于微流控纸芯片阵列技术，检测肉品的多种理化性质，并进行综合评定。技术方案：本专利技术提供了微流控纸芯片阵列，所述微流控纸芯片阵列包括多个独立的纸芯片组成纸芯处阵列，所述多个独立的纸芯片均包括单通道纸芯片制成的流动分离区、以及分别位于通道两端的圆形纸芯片制成的加样池和显色池，所述显色池分别通过不同的显色剂滴加后室温干燥获得，所述显色剂为甲基红、中性红、溴甲酚紫、卟啉锌和卟啉钴中的一种或几种。其中，所述单通道纸芯片制成的流动分离区的材质为Whatman1号纤维素层析纸制成，单通道长度为20～36mm，宽度为1～2mm，所述圆形纸芯片制成的加样池和显色池的半径均为2～5mm。其中，所述甲基红、中性红、溴甲酚紫的浓度均为0.5～1.5mmol/L。其中，所述卟啉锌和卟啉钴的的浓度均为3～5mmol/L。其中，所述微流控纸芯片阵列包括5个独立的纸芯片组成微流控纸芯片阵列。本
技术实现思路
还包括所述的微流控纸芯片阵列的制备方法，包括以下步骤：1)使用软件设计多个如所述的纸芯片的外形，在Whatman1号纤维素层析纸上打印外形轮廓，切出纸芯片；其中，使用AutoCAD或Word等软件设计并打印纸芯片，采用切割法裁剪；2)显色剂的配制：配制不同浓度的甲基红、中性红、溴甲酚紫、卟啉锌或卟啉钴；3)将配制好的显色剂分别滴加到步骤1)打印并切出的纸芯片上的显色池中，室温干燥即可获得纸芯片阵列。其中，所述甲基红、中性红、溴甲酚紫的浓度均为0.5～1.5mmol/L，所述卟啉锌和卟啉钴的的浓度均为3～5mmol/L。本
技术实现思路
还包括所述的微流控纸芯片阵列在肉品品质检测中的应用。本
技术实现思路
还包括一种肉品品质检测方法，包括以下步骤：1)配制第一类显色剂：以乙醇为溶剂分别制备甲基红、中性红和溴甲酚紫显色剂，分别在制备好的3个纸芯片的显色池滴加3～6μL，室温干燥；2)配制第二类显色剂：以三氯甲烷为溶剂分别制备卟啉钴、卟啉锌溶液，分别在制备好的2个纸芯片的显色池滴加3～6μL，室温干燥；3)分别称取2～5g不同储存时间的肉品样品，加2～5mL纯水研磨成匀浆，将匀浆分别在步骤1)和2)处理后的5个纸芯片的加样池中滴加30～60μL，液体从加样池顺着通道流向显色池，当液体进入显色池120～300s后，拍照，检测环境温度范围20～30℃；4)将步骤3)拍照获得的图片转换成位图，分析检测前后显色池区域的各像素点R、G、B的变化值ΔR、ΔG、ΔB，最后分别得到显色池区域内所有像素的ΔR、ΔG、ΔB变化之和ΔTR、ΔTG、ΔTB，将这些不同储存时间下样品的ΔTR、ΔTG、ΔTB组成矩阵X，肉的新鲜程度为y，其中储存时间小于等于9h的定为新鲜(用[1,0,0]表示)，大于9且小于等于15h于定为不新鲜(用[0,1,0]表示)，大于15h定为腐败(用[0,0,1]表示)，由y组成矩阵Y。矩阵Y为：每一行为y；矩阵X为：，c1,c2,…,c5分别表示显色剂1～5，s1,s2,…,sn分别表示样品1、样品2…，样品n；所述的像素点R、G、B分别指的是红色、绿色和蓝色。采用偏最小二乘判别分析(PLSDA)方法建立基于矩阵X和矩阵Y的方程(也可称模型)；5)肉品新鲜度检测与评定:对于待检测肉，按步骤3)、4)方法获得ΔTR、ΔTG、ΔTB值，代入步骤4)所得的方程，即可得到肉品的新鲜度。其中，所述肉品包括但不仅限于猪肉、牛肉、羊肉、兔肉、鸡肉等。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具备如下优点：本方法充分利用纸芯片具有分离功能的特点，减少常规分析中的离心环节。本方法是多指标分析，克服单一指标检测不准确的缺点。检测灵敏度高，结果准确。检测过程无需应用高级的仪器设备，因而能满足多数人群应用，将促进更多“非专家”的普通群众的应用。附图说明图1微流控纸芯片的示意图；图2以中性红为显色剂的检测池初始颜色(a)及加样后的颜色(b)变化图；图3以溴甲酚紫为显色剂的检测池初始颜色颜色(a)及加样后的颜色(b)变化图；图4以甲基红为显色剂的检测池初始颜色颜色(a)及加样后的颜色(b)变化图；图5以卟啉钴为显色剂的检测池初始颜色颜色(a)及加样后的颜色(b)变化图；图6以卟啉锌为显色剂的检测池初始颜色颜色(a)及加样后的颜色(b)变化图；图7以甲基红为例，采用软件Image-ProPlus6.0进行数据处理的示意图。图8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微流控纸芯片阵列，其特征在于，所述微流控纸芯片阵列包括多个独立的纸芯片组成纸芯片阵列，所述多个独立的纸芯片均包括单通道纸芯片制成的流动分离区、以及分别位于流动分离区两端的圆形纸芯片制成的加样池和显色池，所述显色池分别通过不同的显色剂滴加后室温干燥获得，所述显色剂为甲基红、中性红、溴甲酚紫、卟啉锌和卟啉钴中的一种或几种。

【技术特征摘要】
1.微流控纸芯片阵列，其特征在于，所述微流控纸芯片阵列包括多个独立的纸芯片组成纸芯片阵列，所述多个独立的纸芯片均包括单通道纸芯片制成的流动分离区、以及分别位于流动分离区两端的圆形纸芯片制成的加样池和显色池，所述显色池分别通过不同的显色剂滴加后室温干燥获得，所述显色剂为甲基红、中性红、溴甲酚紫、卟啉锌和卟啉钴中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的微流控纸芯片阵列，其特征在于，所述单通道纸芯片制成的流动分离区的材质为Whatman1号纤维素层析纸制成，单通道长度为20～36mm，宽度为1～2mm，所述圆形纸芯片制成的加样池和显色池的半径均为2～5mm。3.权利要求1或2所述的微流控纸芯片阵列，其特征在于，所述甲基红、中性红、溴甲酚紫的浓度均为0.5～1.5mmol/L。4.根据权利要求1或2所述的微流控纸芯片阵列，其特征在于，所述卟啉锌和卟啉钴的的浓度均为3～5mmol/L。5.根据权利要求1或2所述的微流控纸芯片阵列，其特征在于，所述微流控纸芯片阵列包括5个独立的纸芯片组成的微流控纸芯片阵列。6.权利要求1～5任一项所述的微流控纸芯片阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)使用软件设计多个如权利要求1～5任一项所述的纸芯片的外形，在Whatman1号纤维素层析纸上打印外形轮廓，切出纸芯片；2)显色剂的配制：配制不同浓度的甲基红、中性红、溴甲酚紫、卟啉锌或卟啉钴显色剂；3)将配制好的显色剂分别滴加到步骤1)打印并切出的纸芯片上的显色池中，室温干燥即可获得纸芯片阵列。7.根据权利要求6所述的微流控纸芯片阵列的制备方法，其特征在于，所述甲基红、中性红、溴甲酚紫的浓度均为0.5～1.5mmol/L，所述卟啉锌和卟啉钴的的浓度均为3～5mmol/L。8.权利要求1～5任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜辉，马月，熊孟，张征立，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32