一种多目标物碟式侧流试纸芯片及其激光切割制备方法、使用方法、应用和检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的多目标物碟式侧流试纸芯片及其激光切割制备方法、使用方法、应用和检测装置。在圆形的疏水基板上设置了若干条与探针储存垫连通的亲水通道，能够实现多目标物同时检测的目的，更便于集成与实验结果优化；可以根据不同检测需求设计通道数量、通道长度及检测类型等，可开发性能强大；以毛细作用引导液体流动，无需额外的流体驱动装置，生物兼容性好，后处理简单。根据待检测的目标测试需求设计好试纸芯片各个区域的尺寸和形状，采用激光切割工艺制备试纸芯片，简单快捷，制作周期短，能耗小，精度高，重复性好。能够作为小型化、快速化的现场快速检测器具，特别是在临床诊断、食品卫生、环境监测及生物化学等领域有很好的应用前景。

A Multiobjective Disc Side Flow Test Paper Chip and Its Laser Cutting Method, Usage, Application and Detection Device

The invention discloses a multi-objective disc side-flow test paper chip and a laser cutting preparation method, a use method, an application and a detection device thereof. Several hydrophilic channels connected with probe storage pad are installed on the circular hydrophobic substrate, which can realize simultaneous detection of multi-targets and facilitate integration and optimization of experimental results. The number of channels, channel length and detection type can be designed according to different detection requirements, and the performance is strong. Capillary action can guide liquid flow without additional fluid drive devices. It has good biocompatibility and simple post-processing. The size and shape of each area of the test paper chip are designed according to the test requirements to be tested. The test paper chip is fabricated by laser cutting technology, which is simple, fast, short production cycle, low energy consumption, high accuracy and good repeatability. It can be used as a miniaturized and rapid on-site rapid detection device, especially in the fields of clinical diagnosis, food hygiene, environmental monitoring and biochemistry.

【技术实现步骤摘要】
一种多目标物碟式侧流试纸芯片及其激光切割制备方法、使用方法、应用和检测装置
本专利技术属于环境、食品安全及生物医学相关检测
，具体涉及一种多目标物碟式侧流试纸芯片及其激光切割制备方法、使用方法、应用和检测装置。
技术介绍
快速、灵敏、便携的多目标物检测方式在环境监测、食品安全和生物医学检测领域中得到越来越多的关注。例如，病原体、重金属离子、细菌等有毒物质都是水质评价的重要指标；此外，作为全球公共卫生最关注的问题之一，食源性疾病常由不同种类的污染物(如细菌、抗生素、非法添加剂和农药残留)污染食物引起的，这造成每年有十分之一的人口因此而生病；另外，在疾病检测中，医生通常需要在血液样本中对细菌、真菌等目标物的含量进行评估，以精确诊断其症状是否由炎症、真菌感染或毒素积累引起。因此，以快速、低成本、可靠的方式同时检测同一样品中的多目标是非常必要的。现有实验室分析方法如液相或气相色谱、质谱和聚合酶链反应常被用作分析样品的金标准，能够在高灵敏度和选择性下进行检测，然而，这些方法既费时又费钱，且需要训练有素的操作员。侧流试纸是一种快速检测的常规方法，具有特异性、灵敏、快速且便携的优点，广泛应用于食品中毒素、病原微生物以及抗生素残留的筛查。这种方法目前在不少研究中通过多检测线的方式实现了多种目标物的同时检测，但是，目前检测时使用的都是单根侧流试纸，单根侧流试纸空间有限，无法针对更多目标物进行检测，且无法避免多目标物之间的交叉反应。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种多目标物碟式侧流试纸芯片及其激光切割制备方法、使用方法、应用和检测装置，使用该方法制备多目标物碟式侧流试纸芯片，操作简单，制作快捷，成本低廉，能耗低，制备周期短。本专利技术是通过以下技术方案来实现：本专利技术公开的一种多目标物碟式侧流试纸芯片，包括圆形的疏水基板，在疏水基板中部设有探针储存垫，沿疏水基板圆周设有若干条与探针储存垫连通的亲水通道，在疏水基板圆周上还设有能够覆盖部分亲水通道的吸水区。优选地，所述探针储存垫覆盖部分亲水通道。进一步优选地，被覆盖的部分亲水通道的长度为1～3mm。优选地，疏水基板采用PVC背胶板制成，亲水通道采用硝酸纤维素膜制成，探针储存垫采用样品垫制成，吸水区采用吸水垫制成；疏水基板、亲水通道、探针储存垫及吸水区均采用激光切割法制成。本专利技术还公开了上述的多目标物碟式侧流试纸芯片的制备方法，包括以下步骤：1)根据待检测的目标测试需求，设计疏水基板、亲水通道、探针储存垫及吸水区对应的尺寸和形状；2)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割PVC背胶板，制得能够自由粘贴的圆形的疏水基板；3)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割硝酸纤维素膜，获得亲水通道；4)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割样品垫，获得探针储存垫；5)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割吸水垫，获得吸水区；6)将疏水基板上切割出的对应通道位置的不粘胶撕下，然后将步骤3)切割出的亲水通道贴合在该通道位置；然后再依次贴上探针储存垫和吸水区；7)再采用激光切割设备沿着圆形的疏水基板外轮廓切割，制得多目标物碟式侧流试纸芯片。优选地，采用激光设备进行激光切割的参数如下：本专利技术还公开了上述的多目标物碟式侧流试纸芯片在多目标物环境、食品安全及生物医学等相关领域检测中的应用。本专利技术还公开了上述的多目标物碟式侧流试纸芯片的使用方法，包括以下步骤：1)制备经水溶性修饰的稀土掺杂上转换荧光纳米颗粒；2)制备与待检测目标物对应的若干个上转换-适配体荧光探针，并分别溶解于缓冲液中，然后分别烘干于多目标物碟式侧流试纸芯片的探针储存垫的一侧分支上，再采用生物素-链霉素反应，将生物素修饰的能够与目标物适配体互补配对的cDNA单链以点状分别固定于探针储存垫上相对一侧的分支上；3)制备已知浓度的检测体系，将样品滴加于步骤2)处理后的探针储存垫的正中央，反应30min，采集激发光下检测线的照片，分析灰度值并绘制标准曲线；4)制备待测样品检测体系，测定待测样品的灰度值：制备样品检测体系：取目标物加入自来水中，按上述步骤加入探针进行检测，根据测得的待测样品灰度值，查目标浓度对数值与对应的荧光值标准曲线，即求得样品中目标物的数量。本专利技术还公开了与上述的多目标物碟式侧流试纸芯片配合使用的检测装置，包括壳体，在壳体内集成有芯片槽、激光器、CCD相机和光纤准直激光头，CCD相机和光纤准直激光头配合形成的激光光路上设有分光镜片；芯片槽与所述多目标物碟式侧流试纸芯片形状和尺寸相适应；还包括与芯片槽相连的步进电机，步进电机能够驱动芯片槽旋转，使多目标物碟式侧流试纸芯片旋转至激光光路测试范围中。优选地，芯片槽底部固定于抽拉层上，在与抽拉层位置对应的壳体外壁上开设有用于供抽拉层进出的插拔口。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开的多目标物碟式侧流试纸芯片，第一，由于在圆形的疏水基板上设置了若干条与探针储存垫连通的亲水通道，能够实现多目标物同时检测的目的，更便于集成与实验结果优化；第二，可以根据不同检测需求设计通道数量、通道长度及检测类型等，可开发性能强大；第三，以毛细作用引导液体流动，无需额外的流体驱动装置，生物兼容性好，后处理简单。本专利技术公开的多目标物碟式侧流试纸芯片的制备方法，根据待检测的目标测试需求设计好试纸芯片各个区域的尺寸和形状，采用激光切割工艺制备试纸芯片，简单快捷，制作周期短(十分钟即可)，能耗小，精度高，重复性好，操作简单。进一步地，本专利技术针对不同的材料(厚度、密度等参数不同)，使用不同强度的激光切割参数，经过实验探究影响最大的两个参数条件为速度和功率，因此，本方法进一步对激光切割的速度和功率做了明确的限定。本专利技术的多目标蝶式侧流试纸芯片能够结合比色分析、荧光分析等成熟技术手段，实现多目标物的快速定量检测，因此能够作为小型化、快速化的现场快速检测器具，特别是在临床诊断、食品卫生、环境监测及生物化学等领域有很好的应用前景。本专利技术公开的能够与上述多目标蝶式侧流试纸芯片配合使用的检测装置，结构设计合理，将检测元件集成在一个壳体内，体积小携带方便，检测时根据需要通过步进电机驱动芯片槽旋转，从而使多目标碟式侧流试纸芯片需要测试的一侧转动到测试激光光路范围内，十分便捷的完成测试过程。附图说明图1为多目标物碟式侧流试纸芯片的结构示意图；图2为实施例中设计的亲水通道结构示意图；图3为实施例中设计的吸水垫结构示意图；图4为实施例中设计的探针储存垫结构示意图；图5为实施例中的多目标物碟式侧流试纸芯片的照片；图6为与本专利技术的多目标物碟式侧流试纸芯片配合使用的检测装置结构示意图；图7为本专利技术检测装置的芯片槽结构示意图。其中，1为疏水基板；2为亲水通道；3为探针储存垫；4为吸水区；5为CCD相机；6为步进电机；7为分光镜片；8为激光器；9为壳体；10为抽拉层；11为芯片槽；12为光纤准直激光头。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。参见图1，一种多目标物碟式侧流试纸芯片，包括圆形的疏水基板1，在疏水基板1中部设有探针储存垫3，沿疏水基板1圆周设有若干条与探针储存垫3连通的亲水通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多目标物碟式侧流试纸芯片，其特征在于，包括圆形的疏水基板(1)，在疏水基板(1)中部设有探针储存垫(3)，沿疏水基板(1)圆周设有若干条与探针储存垫(3)连通的亲水通道(2)，在疏水基板(1)圆周上还设有能够覆盖部分亲水通道(2)的吸水区(4)。

【技术特征摘要】
1.一种多目标物碟式侧流试纸芯片，其特征在于，包括圆形的疏水基板(1)，在疏水基板(1)中部设有探针储存垫(3)，沿疏水基板(1)圆周设有若干条与探针储存垫(3)连通的亲水通道(2)，在疏水基板(1)圆周上还设有能够覆盖部分亲水通道(2)的吸水区(4)。2.根据权利要求1所述的多目标物碟式侧流试纸芯片，其特征在于，所述探针储存垫(3)覆盖部分亲水通道(2)。3.根据权利要求2所述的多目标物碟式侧流试纸芯片，其特征在于，被覆盖的部分亲水通道(2)的长度为1～3mm。4.根据权利要求1所述的多目标物碟式侧流试纸芯片，其特征在于，疏水基板(1)采用PVC背胶板制成，亲水通道(2)采用硝酸纤维素膜制成，探针储存垫(3)采用样品垫制成，吸水区(4)采用吸水垫制成；疏水基板(1)、亲水通道(2)、探针储存垫(3)及吸水区(4)均采用激光切割法制成。5.权利要求1～4中任意一项所述的多目标物碟式侧流试纸芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据待检测的目标测试需求，设计疏水基板(1)、亲水通道(2)、探针储存垫(3)及吸水区(4)对应的尺寸和形状；2)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割PVC背胶板，制得能够自由粘贴的圆形的疏水基板(1)；3)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割硝酸纤维素膜，获得亲水通道(2)；4)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割样品垫，获得探针储存垫(3)；5)根据步骤1)设计的尺寸和形状，采用激光切割设备切割吸水垫，获得吸水区(4)；6)将疏水基板(1)上切割出的对应通道位置的不粘胶撕下，然后将步骤3)切割出的亲水通道(2)贴合在该通道位置；然后再依次贴上探针储存垫(3)和吸水区(4)；7)再采用激光切割设备沿着圆形的疏水基板(1)外轮廓切割，制得多目标物碟式侧流试纸芯片。6.根据权利要求5所述的多目标物碟式侧流试纸芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：林敏，金碧瑞，杨叶欣，卢天健，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61