一种基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微流控芯片技术、DNA纳米技术和光学分析领域，具体是一种基于框架核酸检测新型冠状病毒和/或流感病毒的旋转型微流控纸芯片及其制备方法。旋转型微流控纸芯片由两张印刷有不同微流控通道的上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸对应叠加固定构成可旋转的微流控通道体系；其中，上层检测盘滤纸上设置多个检测位点；下层洗涤盘滤纸上设置与上层检测盘滤纸检测位点相对应的孔洞，任意相邻的两个孔洞之间沿径设置洗涤通道。本发明专利技术在一个框架核酸功能化的旋转型微流控纸芯片分析装置上完成了从样本输入到检测结果输出的全部过程，具有操作简单、检出限低、选择性好等优势，为临床诊断提供了一种新型装备与策略，适用于现场、即时、快速检测。快速检测。快速检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微流控芯片技术、DNA纳米技术和光学分析领域，更具体地说是一种基于框架核酸检测新型冠状病毒和/或流感病毒的旋转型微流控纸芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]新型冠状病毒肺炎是一种急性感染性肺炎，具有很强的传染性，患者会出现发热、干咳以及浑身乏力的症状，病情若没有得到及时的控制，会出现呼吸困难等严重症状，威胁患者的生命健康。新型冠状病毒患者初期症状与流感病毒患者极为相似，因此干扰了对患者进行准确的诊断与鉴别。面对全球复杂的新冠肺炎疫情形势，对新型冠状病毒肺炎感染者的早期筛查和诊断对疫情防控至关重要。
[0003]目前，核酸检测法和肺部CT检查是广泛应用于新型冠状病毒肺炎分析的临床检测技术，该方法检测结果受限于多个方面，包括仪器昂贵、程序复杂、检测时间长等。因此，迫切需要研发快速、低成本、高灵敏和易于推广的检测方法用于新型冠状病毒和流感病毒的快速检测。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片，旋转型微流控纸芯片由两张印刷有不同微流控通道的上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸对应叠加固定构成可旋转的微流控通道体系；
[0007]其中，上层检测盘滤纸上设置多个检测位点；检测位点的直径通常为3
‑
10mm。
[0008]下层洗涤盘滤纸上设置与上层检测盘滤纸检测位点相对应的孔洞，任意相邻的两个孔洞之间沿径设置洗涤通道。其中，孔洞直径通常为3
‑
10mm；洗涤通道一般长为25
‑
30mm，宽为3
‑
10mm。
[0009]所述上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸对应叠加，中心通过铆钉连接，使上下两层能够相对旋转。
[0010]所述上层检测盘滤纸上的多个检测位点位于同一圆周上，且上层检测盘滤纸除检测位点以外的区域均为疏水区域；
[0011]下层洗涤盘滤纸上的孔洞以及洗涤通道一端位于同一圆周上，且下层洗涤盘滤纸除孔洞和洗涤通道以外区域均为疏水区域。
[0012]所述上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸以中心为旋转中心自由旋转，检测时上层检测盘滤纸的检测位点和下层洗涤盘滤纸孔洞重叠；
[0013]洗涤时旋转上层检测盘滤纸，检测位点与下层洗涤盘滤纸上洗涤通道的一端重
叠，构成流通通道。
[0014]所述上层检测盘滤纸上设置多个检测位点内添加检测病毒的功能化框架核酸。
[0015]所述功能化框架核酸由四条单链DNA自组装形成为正四面体结构，组装正四面体结构中的四条单链DNA中任意三条单链DNA的5
′
端修饰有生物素，另一条未修饰的单链DNA的任意一个端延伸出正四面体结构，其中，延伸出的序列为能够与待检测病毒识别DNA分子互补。
[0016]所述待检测病毒识别DNA分子部分互补的序列3
′
端未标记生物素。
[0017]上述四条单链DNA自组装为通过四条单链DNA根据碱基互补配对原则两两(T1
‑
T4)的单链DNA相互杂交，四条单链DNA中任意三条单链DNA的5
′
端修饰有生物素，剩余一条单链DNA并未修饰，以任意一条的单链DNA的5
′
端修饰的生物素为顶点形成正四面体结构，未标记生物素的单链DNA在一端延伸出正四面体结构，延伸出的序列为能够与待检测病毒识别DNA分子互补。
[0018]所述待检测病毒为新型冠状病毒或流感病毒。其中，新型冠状病毒模板分子为S蛋白，流感病毒模板分子为H1N1。
[0019]所述样本为咽/鼻拭子样本。
[0020]进一步的说，新型冠状病毒的功能化框架核酸探针中的序列依次为：新冠S蛋白序列：
[0021][0022]流感H1N1的功能化框架核酸探针中的序列依次为：
[0023]流感H1N1序列：
[0024][0025]一种基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片的制备方法，
[0026]步骤1：首先利用画图软件设计出纸芯片图样，通过采用蜡印技术将设计的多通道芯片图样打印到滤纸上，获得上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸，将打印完成的滤纸进行烘干，冷却至室温后，得到亲水区和疏水区相间的纸芯片，组装获得自由旋转的多通道纸芯片；
[0027]步骤2：将下层洗涤盘滤纸的洗涤通道转离上层检测盘滤纸的检测位点，在检测盘的检测位点依次加入壳聚糖溶液、戊二醛溶液、链霉亲和素和功能化框架核酸，室温干燥；
[0028]所述壳聚糖溶液的浓度为0.2
‑
0.3mg/mL；加入量为1
‑
8μL；戊二醛溶液的浓度为1.5
‑
3.5％；加入量为1
‑
8μL；链霉亲和素的浓度为0.01
‑
0.2mg/mL；加入量为1
‑
8μL；功能化框架核酸的浓度为5
×
10
‑7‑5×
10
‑5mol/L；加入量为1
‑
8μL。
[0029]步骤3：检测时上层检测盘滤纸的检测位点和下层洗涤盘滤纸孔洞重叠；洗涤时旋转上层检测盘滤纸，检测位点与下层洗涤盘滤纸上洗涤通道的一端重叠，构成流通通道。
[0030]所述步骤2中将下层洗涤盘滤纸的洗涤通道转离上层检测盘滤纸的检测位点，在检测盘的检测位点滴加1
‑
8μL浓度为0.2
‑
0.3mg/mL的壳聚糖溶液，在空气中干燥；随后加入1
‑
8μL浓度为1.5
‑
3.5％的戊二醛溶液，反应2h。旋转洗涤盘，使洗涤通道对准检测盘的检测位点，用0.1X PBS(含有0.05％Tween
‑
20)洗涤液进行洗涤，除去未完全反应的物质。将洗涤通道转离检测位点，然后加入1
‑
8μL浓度为0.01
‑
0.2mg/mL的链霉亲和素反应5
‑
15分钟后进行洗涤，洗涤步骤同前述。洗涤完成后，将洗涤通道转离检测位点。随后加入1
‑
8μL浓度为0.3
‑
0.7％的牛血清蛋白进行封闭，用于除去检测位点区域多余非特异性位点，反应完成后进行洗涤，将所述的1
‑
8μL浓度为5
×
10
‑7‑5×
10
‑5mol/L的框架核酸通过链霉亲和素与生物素的亲和作用修饰到芯片表面。随后滴加1
‑
8μL浓度为0.05
‑
0.2％的生物素，用于消除多余链霉亲和素的干扰。将1
‑
8μL浓度为5
×
10
‑7‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片，其特征在于：旋转型微流控纸芯片由两张印刷有不同微流控通道的上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸对应叠加固定构成可旋转的微流控通道体系；其中，上层检测盘滤纸上设置多个检测位点；下层洗涤盘滤纸上设置与上层检测盘滤纸检测位点相对应的孔洞，任意相邻的两个孔洞之间沿径设置洗涤通道。2.按权利要求1所述的基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片，其特征在于：所述上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸对应叠加，中心通过铆钉连接，使上下两层能够相对旋转。3.按权利要求1所述的基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片，其特征在于：所述上层检测盘滤纸上的多个检测位点位于同一圆周上，且上层检测盘滤纸除检测位点以外的区域均为疏水区域；下层洗涤盘滤纸上的孔洞以及洗涤通道一端位于同一圆周上，且下层洗涤盘滤纸除孔洞和洗涤通道以外区域均为疏水区域。4.按权利要求1
‑
3任意一项所述的基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片，其特征在于：所述上层检测盘滤纸和下层洗涤盘滤纸以中心为旋转中心自由旋转，检测时上层检测盘滤纸的检测位点和下层洗涤盘滤纸孔洞重叠；洗涤时旋转上层检测盘滤纸，检测位点与下层洗涤盘滤纸上洗涤通道的一端重叠，构成流通通道。5.按权利要求1
‑
3任意一项所述的基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片，其特征在于：所述上层检测盘滤纸上设置多个检测位点内添加检测病毒的功能化框架核酸。6.按权利要求5所述的基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片，其特征在于：所述功能化框架核酸由四条单链DNA自组装形成为正四面体结构，组装正四面体结构中的四条单链DNA中任意三条单链DNA的5
′
端修饰有生物素，另一条未修饰的单链DNA的任意一个端延伸出正四面体结构，其中，延伸出的序列为能够与待检测病毒识别DNA分子互补。7.一种权利要求1所述的基于框架核酸检测病毒的旋转型微流控纸芯片的制备方法，其特征在于：步骤1：首先利用画图软...

【专利技术属性】
技术研发人员：付秀丽，李凤玲，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：