本发明专利技术公开了一种流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片及其在葡萄糖传感中的应用，该布芯片分为疏水区和亲水区，亲水区又分为上样区、检测区和流路区三个部分；流路区靠近检测区的一端分布一个疏水性蜡坝；在使用时，该布芯片沿检测区与流路区的交界弯折后紧贴放置在一个支架上，该支架的倾斜面与水平面形成一个夹角，放置后上样区和流路区在支架倾斜面上，检测区在支架的水平部分上。本发明专利技术方法与现有的纤维材质(纸、布、线)微装置化学发光相比，通过流路上蜡坝的疏水特性将酶溶液与待检液围在检测区，一方面使溶液不进入流路区污染纤维通道，另一方面保证足够时间进行孵育反应，极大地丰富了背景技术所提到的布芯片化学发光方法的应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于芯片检测领域，具体涉及一种流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片及其在葡萄糖传感中的应用。
技术介绍
人体液(如血液和尿)中葡萄糖含量是人体疾病的重要指标。多年来，人们为了探究更有效的葡萄糖检测方法，付出了大量努力，并取得了一定的成果。总的来说，大部分葡萄糖传感器都是基于电化学方法。然而，电化学发光仍然面临着一些问题和挑战：(1)电极直接与样品接触会造成电极污染，从而使信号不稳定、重复率差、电极寿命缩短；(2)身体中一些物质(如尿酸、抗坏血酸)可能会与葡萄糖和氧发生氧化酶催反应，干扰葡萄糖检测，减少检测特异性。化学发光作为一种替代电化学的检测方法，具备操作简单、灵敏度高、检测速度快、能耗少、无需外界激发光源以及和微加工技术兼容性好等优点，因此近年来它已发展成为一种具有吸引力的检测方法。传统化学发光方法检测葡萄糖通常在大型装置中进行，这样的体系通常需要消耗大量的试剂和样品、涉及复杂的操作步骤、所需分析时间较长。另外，这些化学发光系统经常需要庞大、复杂的外围设备，因此很难应用在即时、现场测试中。为了克服这些缺陷，研究者们已开发出基于微流控芯片技术的葡萄糖传感器。然而，这些微流控芯片化学发光方法中经常涉及复杂的芯片加工过程、高成本的芯片衬底材料以及昂贵的外围设备(如阀/泵、连接管道、化学发光分析仪或含数据转换模块的光敏二极管等)。这些严重限制其在成本低、紧凑、可便携的仪器中使用。因此，迫切需要新的化学发光方法来克服这些重要的局限。自2011年以来，布芯片已经得到迅速的发展，在开发简单、低成本的芯片上诊断分析具有显著的潜力。目前为止，一些加工方法已用于布芯片制作，包括编制法、蜡转印法、蜡网印法、紫外光刻法。在这些方法中，本课题组提出的蜡网印法具有简单、成本低、速度快以及易于在布上构建微流控通道等优点。所制备的布芯片能兼具布条测试和复杂芯片实验室装置的各自优势，因此已成为新一类的微流控芯片系统。目前，几个检测方法已和布芯片结合，如比色法、电化学法、电化学发光法、电泳分离法。最近，本课题组已提出一种简单，低成本的布芯片化学发光方法，并用于过氧化氢(H2O2)传感，检测限为0.46mM(BiosensorsandBioelectronics,2015,72,114-120)。基于葡萄糖氧化酶(GOD)能催化葡萄糖氧化反应产生H2O2，该布芯片化学发光方法有用来定量检测葡萄糖的潜力。然而，为实现这样的葡萄糖传感应用，上述方法仍面临着一些局限和挑战：(1)葡萄糖氧化产生H2O2的反应过程与鲁米诺(Luminol)的发光反应过程需要实现有机耦合；(2)上述的两步反应过程要实现在单层布芯片上，从而无需复杂、冗长的多层布芯片层叠过程；(3)基于每摩尔葡萄糖能产生一摩尔H2O2，布芯片化学发光H2O2检测灵敏度需要改善以满足低量葡萄糖定量检测的要求；(4)布芯片上通过多孔纤维素的液体输运通常是非可控的、重复性差，因而改善布芯片上液体输运也许显得很重要。
技术实现思路
为了克服现有技术的局限，本专利技术的首要目的在于提供一种流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片，该布芯片通过流路上的疏水蜡坝巧妙地使两步反应能够在单一布芯片上进行；通过流路上重力/毛细流的流体驱动方式实现一反应溶液迅速越过蜡坝与另一反应溶液混合以进行第二步反应。本专利技术的另一目的在于提供上述重力/毛细流布芯片的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述重力/毛细流布芯片在葡萄糖传感中的应用，该布芯片可以实现人尿和血清样品中葡萄糖的灵敏、快速检测，具有反应时间可控、选择性高且发光稳定等明显优点。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片，该布芯片分为疏水区和亲水区，亲水区又分为上样区、检测区和流路区三个部分；在流路区靠近检测区的一端分布一个疏水性蜡坝；在使用时，该布芯片沿检测区与流路区的交界弯折后紧贴放置在一个支架上，该支架的倾斜部分(即支架倾斜面)与水平面形成一个夹角，放置后上样区和流路区在支架倾斜面上，检测区在支架的水平部分上；疏水性蜡坝的首要作用是防止第一步反应时检测区中的溶液流到流路区，导致第一步反应完全失败；其次，在第二步反应时防止上样区溶液经流路区以过快的流速流到检测区而造成不利影响；所述的检测区优选为圆形、直径为8mm；上样区优选为正方形、边长为4mm；流路区优选为长方形、长度/宽度为10mm/3mm；蜡坝宽度优选为0.25mm；所述支架的倾斜面和水平部分上与布芯片亲水区域对应的位置是被掏空的，以保证充分的重力/毛细流动；设支架倾斜面与水平面形成的夹角为θ，须满足0°＜θ＜90°，夹角优选20°-60°，特别优选50°。上述重力/毛细流布芯片的制备方法，包括以下步骤：设计亲水区各部分的形状，然后制成网板；将网板压在布片上，并在网板上涂蜡，蜡透过网板印在布片上；接着将布与网板一起置于加热板上加热(布的一面朝向加热板)；加热后，将布片和网板从加热板上取下，将布片剥离得到布芯片。所选的布片优选为白色、全棉布；网板优选为300目聚酯网板；所述的加热板上加热时优选150℃加热3s。上述的重力/毛细流布芯片可以用于葡萄糖传感，包括以下步骤：(1)含布芯片的支架放入暗箱中的适当位置处，调节CCD相关参数和焦距，使成像最清晰；往检测区滴加10μL酶溶液，紧接着再滴加10μL含葡萄糖的待检液；由于流路区中疏水蜡坝的阻隔，酶溶液和待检液能够被围在布芯片检测区中进行孵育反应数分钟，从而使得GOD氧化葡萄糖产生H2O2；所述酶溶液的配制方法是：用pH值为6.00-9.00的PBS(phosphatebuffersolution)缓冲液配制GOD(葡萄糖氧化酶)溶液和辣根过氧化物酶(HRP)溶液，然后等体积混合这两种溶液得到酶溶液，其中GOD和HRP浓度分别为0.005-0.5U/μL和0.3-0.9μg/μL；所述含葡萄糖的待检液其配制方法是：用pH值为6.00-9.00的PBS缓冲液配制一定量的葡萄糖，即得待检液；所述的PBS缓冲液，pH值优选7.00-8.00，特别优选7.50；所述的酶溶液中，GOD浓度优选0.1-0.5U/μL，特别优选0.1U/μL；HRP浓度优选0.6-0.9μg/μL，特别优选0.6μg/μL；所述的孵育反应在室温下进行，优选孵育反应时间为5min；(2)检测区孵育反应完毕后，40μL底液被滴加到上样区，在重力和布纤维毛细力作用下，底液在流路区迅速流动并越过蜡坝与检测区中的反应溶液充分混合，从而触发化学发光反应；发光信号由CCD相机视频成像采集；通过VGIF(http://video-to-gif.watermark-software.com/)、AdobePhotoshopCS4、MatlabR2012a(MathWorkscompany,USA)开发的图像自动处理程序以及Origin7.0(MicrocalSoftwareInc.,Newark,USA)对成像数据进行分析；所述的底液配制方法是：用pH值为6.50-10.00的TBS(Tris-HClbuffersolution)缓冲液配制Luminol溶液和对碘苯酚(PIP)溶液，然后等体积混合这两种溶液得到底液，其中Lu本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片，该布芯片分为疏水区和亲水区，亲水区又分为上样区、检测区和流路区三个部分；其特征在于：流路区靠近检测区的一端分布一个疏水性蜡坝；在使用时，该布芯片沿检测区与流路区的交界弯折后紧贴放置在一个支架上，该支架的倾斜面与水平面形成一个夹角，放置后上样区和流路区在支架倾斜面上，检测区在支架的水平部分上。
【技术特征摘要】
1.一种流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片，该布芯片分为疏水区和亲水区，亲水区又分为上样区、检测区和流路区三个部分；其特征在于：流路区靠近检测区的一端分布一个疏水性蜡坝；在使用时，该布芯片沿检测区与流路区的交界弯折后紧贴放置在一个支架上，该支架的倾斜面与水平面形成一个夹角，放置后上样区和流路区在支架倾斜面上，检测区在支架的水平部分上。2.根据权利要求1所述的流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片，其特征在于：所述的检测区为圆形，上样区为正方形，流路区为长方形。3.根据权利要求1所述的流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片，其特征在于：所述支架的倾斜面和水平部分上与布芯片亲水区域对应的位置是被掏空的。4.根据权利要求1所述的流路上含蜡坝的重力/毛细流布芯片，其特征在于：所述支架倾斜面与水平面形成的夹角为θ，须满足0°＜θ＜90°。5.权利要求1-4任一项所述的布芯片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：设计亲水区各部分的形状，然后制成网板；将网板压在布片上，并在网板上涂蜡，蜡透过网板印在布片上；接着将布与网板一起置于加热板上加热；加热后，将布片和网板从加热板上取下，将布片剥离得到布芯片。6.权利要求1-4任一项所述的布芯片在葡萄糖传感中的应用。7.根据权利要求6所述的布芯片在葡萄糖传感中的应用，其特征在于包括以下步骤：(1)含布芯片的支架放入暗箱中的适当位置处，调节CCD相机相关参数和焦距，使成像最清晰；往检测区滴加10μL酶溶液，紧接着再滴加1...
【专利技术属性】
技术研发人员：章春笋，李慧杰，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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