本发明专利技术公开了一种用于拉曼检测头发中冰毒的微流控芯片，包括一基片A以及一盖片B，其特征在于：基片A上包括：用于装免疫金溶胶的标记液池(1)，用于装缓冲液的洗液池(2)，用于样品反应和拉曼检测区(4)，用于装终止液的废液池(5)，用于装免疫磁抗体的第一检测液池(6)，用于装毛发提取的待测液的第二检测液池(7)，其中：废液池(5)通过第四通道(4‑1)与检测区(4)连接，检测区(4)的背面处放有磁铁，洗液池(2)通过第三通道(2‑1)和检测区(4)连接，检测区(4)与洗液池(2)之间设有第三通道(2‑1),第三通道(2‑1)上设有阀门(3)。本发明专利技术可实现低浓度的检测，与实际人毛发中冰毒的低含量一致。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的领域为微流控芯片及其应用领域。特别是涉及一种头发中冰毒的前处理、冰毒快速拉曼检测的微流控装置及其使用方法。
技术介绍
毒品的滥用成瘾与流行，已成为当今世界日益严峻的问题，如甲基苯丙胺(MAMP，俗称“冰毒”)。当长期过量服用冰毒会导致精神混乱、出现幻觉、整个人精神萎靡，严重的可导致神经生物学变化，损坏认知功能，并可能引发精神障碍。现有检测冰毒残留的技术主要有液相色谱法、气-质联用法色谱、薄层色谱法等，这些方法虽然检测准确，但需要昂贵的大型仪器、耗时、前处理繁琐，无法实现现场检测。因此快速、准确的检测出冰毒是一项十分有意义的工作。微流控芯片技术室把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析的全过程。该技术室当前微全分析系统发展的热点领域。其具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度极快等优点，可以在几分钟甚至更短的时间内对不同样品同时进行分析。因此，微流控芯片在分析检测领域应用具有广泛的前景。传统的冰毒检测方法是尿液分析方法，但其存在检测时限短和易出现假阳性的缺点，近年来毛发验毒的发展成为了检验瘾君子的有效手段，它能挖掘出吸毒者的用药程度，因此检测毛发中是否含有冰毒受到了毒物分析工作者的极高重视。与体液相比，毛发具有易获取、稳定、易保存且不易作假等优点。开发快速、简便、新型的毛发检测技术成为了必要。因微流控芯片技术在分析检测中，具有高集成化、制作成本低、试剂耗量少、反应时间短，能将生物化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方米芯片上。表面增强拉曼光谱，简称SERS，具有检测灵敏度高、分析速度快等优点，是一种颇具潜力的痕量分析技术和指纹图谱。结合SERS技术快速检测毛发中冰毒在毒品安全分析检测领域应用有着广泛的应用前景。因此，开发一种快速、便携、成本低廉的检测冰毒芯片装置用于检测毛发中的冰毒对人类具有潜在的巨大意义。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种快速、便携高集成的微流控芯片装置，通过玻璃微通道上竞争性免疫反应和富集复合纳米粒子，检测出毛发中的冰毒含量。本专利技术能简单快速分离纯化毛发中的冰毒，结合SERS指纹图谱的高识别分子能力，从而大大缩短反应时间和排除其他物质的干扰，提高检测的准确度。本专利技术的技术方案如下：一种用于检测头发中冰毒的微流控芯片，包括一基片A以及一盖片B，其特征在于：基片A上包括：用于装免疫金溶胶的标记液池(1)，用于装缓冲液的洗液池(2)，用于样品反应和拉曼检测区(4)，用于装终止液的废液池(5)，用于装免疫磁抗体的第一检测液池(6)，用于装毛发提取的待测液的第二检测液池(7)，其中：废液池(5)通过第四通道(4-1)与检测区(4)连接，检测区(4)的背面处放有磁铁，洗液池(2)通过第三通道(2-1)和检测区(4)连接，检测区(4)与洗液池(2)之间设有第三通道(2-1),第三通道(2-1)上设有阀门(3)；阀门3与检测区(4)之间的第三通道2-1上设有两条支路，其中一条支路为第二通道(1-2)，另一条为第六通道(6-1)；该第二通道(1-2)的末端再分为第一通道(1-1)和第七通道(7-1)两条支路；标记液池(1)位于第一通道(1-1)的末端，第二检测液池(7)位于第七通道(7-1)的末端；第一检测液池(6)通过第六通道(6-1)与第三通道(2-1)连接；在盖片B上，标记液池(1)、废液池(5)、两个检测液池(6)和(7)分别设有进液口(1’、2’、6’、7’)，同时废液池(5)上方设有通气口(5’)。在本专利技术的较佳实施例中，标记液池(1)、第二检测液池(7)的液体容量分别在50μl以上，第一检测液池(6)的液体容量在100μl以上，缓冲液池(2)的液体容量300μl以上，检测区(3)的液体容量50μl以上，废液池(4)的液体容量500μl以上。在本专利技术的较佳实施例中，标记液池(1)中的溶液为Au-MBA-冰毒抗原，浓度范围为1X10-10-1X10-8M(标记分子对巯基苯甲酸的浓度,英文简称MBA)。在本专利技术的较佳实施例中，洗液池(2)中的溶液为Na2HCO3-NaH2CO3缓冲液，浓度为0.5-2mol/L。在本专利技术的较佳实施例中，第一检测液池(6)中的溶液为Fe3O4@Au-冰毒抗体，浓度范围为0.5-0.8mM。在本专利技术的较佳实施例中，第二检测液池(7)中的溶液为毛发消解液，浓度范围为0.2-0.5g/L。一种用于检测头发中冰毒的方法，包括如下步骤：1)毛发提取过程：取人头发，用甲醇和超纯水超声清洗各两次，拿剪刀将头发剪碎成小碎片，放于含1mol/L NaOH溶液的50ml离心管，液固比范围为1:40-60,在水浴条件下煮，50-90℃、10-60min，离心和过滤去掉杂质，用1mol/L HCl溶液调制pH8.5-9.5；2)加标溶液的配制：加入不同浓度的加标冰毒，配制不同数量级的溶液待用；3)制作前述的微流控芯片，并且将免疫磁纳米粒子溶液、标记免疫金溶液、检测液及相应的缓冲试剂分别封装进入芯片的不同储藏池中；4)驱动装置，使标记液池(1)、检测液池(7)、检测液池(6)里的液体流入反应区充分混合，通过磁铁对磁性复合纳米粒子进行富集；5)打开芯片上的阀门，用抽泵在废液池上端的出气口处驱动装置，使缓冲液池(2)的液体冲洗反应区，最终缓冲液进入废液池(5)；6)利用拉曼光谱仪对反应区上富集的磁性复合纳米粒子进行检测，通过峰位和峰强，得出最终结果。进一步，步骤(2)在检测实际样品时，与加标样品区别在于：有可能吸食冰毒人毛发作为检材、不加入加标冰毒。进一步，所述步骤(3)免疫磁粒子Fe3O4-抗体的制备:Fe3O4溶液通过氨基化修饰、种子还原法、摇床温育连接上冰毒抗体、用牛血清白蛋白(BSA)封闭表面未结合的位点。进一步，所述步骤(4)免疫金的制备：35nm Au溶胶摇床温育连接上MBA、冰毒抗原，用BSA封闭表面未结合的位点。本专利技术的毛发中冰毒的SERS检测方法是针对毛发中常见毒品冰毒的快速分离纯化、竞争性反应以及检测出毛发中是否含有冰毒和其浓度。该检测过程是在玻璃芯片上进行操作的，具有操作简单、省时、耗材少、检测结果可靠的优点。本专利技术的优点在于：1)与传统的尿液、唾液、血液相比本专利技术以毛发作为检材，具有易获取、稳定、易保存且不易作假等优点。2)反应仪器为简单的玻璃芯片、方便携带使用，这种微流控芯片具有耗量少、反应充分，而且该芯片具有反应、浓缩富集的功能，可以将检测区域集中在几微米大小的圆形地方。3)本专利技术利用SERS检测人毛发中的冰毒实现对冰毒高灵敏度的检测.SERS具有高分辨的指纹图谱，可鉴定分子的结构，结合抗体的选择性识别，可最大程度减少复杂成分对信号的干扰，从而大大提高了检测的准确性。4)本专利技术采用竞争性免疫法，即冰毒的浓度与拉曼信号强弱成负相关，可实现低浓度的检测，与实际人毛发中冰毒的低含量一致。5)本专利技术对人毛发中冰毒实现的SERS检测为监管司法和刑事案件提供了一种有效检测冰毒的手段。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明图1为本专利技术的平面结构示意图。图2为本专利技术立体结构示意图。图3是根据本专利技术的芯片所测得MBA的SERS强度随人毛发中不同加标浓度冰毒变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于拉曼检测头发中冰毒的微流控芯片，包括一基片A以及一盖片B，其特征在于：基片A上包括：用于装免疫金溶胶的标记液池(1)，用于装缓冲液的洗液池(2)，用于样品反应和拉曼检测区(4)，用于装终止液的废液池(5)，用于装免疫磁抗体的第一检测液池(6)，用于装毛发提取的待测液的第二检测液池(7)，其中：废液池(5)通过第四通道(4‑1)与检测区(4)连接，检测区(4)的背面处放有磁铁，洗液池(2)通过第三通道(2‑1)和检测区(4)连接，检测区(4)与洗液池(2)之间设有第三通道(2‑1),第三通道(2‑1)上设有阀门(3)；阀门3与检测区(4)之间的第三通道2‑1上设有两条支路，其中一条支路为第二通道(1‑2)，另一条为第六通道(6‑1)；该第二通道(1‑2)的末端再分为第一通道(1‑1)和第七通道(7‑1)两条支路；标记液池(1)位于第一通道(1‑1)的末端，第二检测液池(7)位于第七通道(7‑1)的末端；第一检测液池(6)通过第六通道(6‑1)与第三通道(2‑1)连接；在盖片B上，标记液池(1)、废液池(5)、两个检测液池(6)和(7)分别设有进液口(1’、2’、6’、7’)，同时废液池(5)上方设有通气口(5’)。...
【技术特征摘要】
1.一种用于拉曼检测头发中冰毒的微流控芯片，包括一基片A以及一盖片B，其特征在于：基片A上包括：用于装免疫金溶胶的标记液池(1)，用于装缓冲液的洗液池(2)，用于样品反应和拉曼检测区(4)，用于装终止液的废液池(5)，用于装免疫磁抗体的第一检测液池(6)，用于装毛发提取的待测液的第二检测液池(7)，其中：废液池(5)通过第四通道(4-1)与检测区(4)连接，检测区(4)的背面处放有磁铁，洗液池(2)通过第三通道(2-1)和检测区(4)连接，检测区(4)与洗液池(2)之间设有第三通道(2-1),第三通道(2-1)上设有阀门(3)；阀门3与检测区(4)之间的第三通道2-1上设有两条支路，其中一条支路为第二通道(1-2)，另一条为第六通道(6-1)；该第二通道(1-2)的末端再分为第一通道(1-1)和第七通道(7-1)两条支路；标记液池(1)位于第一通道(1-1)的末端，第二检测液池(7)位于第七通道(7-1)的末端；第一检测液池(6)通过第六通道(6-1)与第三通道(2-1)连接；在盖片B上，标记液池(1)、废液池(5)、两个检测液池(6)和(7)分别设有进液口(1’、2’、6’、7’)，同时废液池(5)上方设有通气口(5’)。2.如权利要求1所述的一种用于检测头发中冰毒的微流控芯片，其特征在于：标记液池(1)、第一检测液池(6)的液体容量分别在50μl以上，第二检测液池(7)的液体容量在100μl以上，缓冲液池(2)的液体容量300μl以上，检测区(3)的液体容量50μl以上，废液池(4)的液体容量500μl以上。3.如权利要求1所述的一种用于拉曼检测头发中冰毒的微流控芯片，其特征在于：标记液池(1)中的溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：许清良，周勇亮，陈宏，田中群，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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