一种用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片，包括血红蛋白检测层、加样层与铁蛋白、叶酸、维生素B

【技术实现步骤摘要】
一种用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片


[0001]本专利技术属于疾病检测领域，尤其是涉及一种用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片。

技术介绍

[0002]以低血红蛋白(hemoglobin，Hb)水平为特征的贫血，特别是营养性贫血，是孕妇、幼儿和老年患者人群中的一种高危疾病。由于贫血的高患病率和重大临床影响，因此早期识别和诊断贫血原因是制定预防和治疗方案的当务之急。提供准确的贫血诊断信息，对临床相关的贫血生物标志物进行同时检测具有重要意义，但主要的挑战在于，相关的生物标志物分布在血清或细胞中，其浓度范围从pg/mL水平到mg/mL水平。例如，血红蛋白、铁蛋白、叶酸(Folic Acid，FA)和维生素B
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(Vitamin B
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，VB
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)是营养性贫血的典型生物标志物，同时检测这些标志物可以显著提高诊断的准确性，缩短检测结果的时间，提高诊断效率。Hb是一种存在于红细胞中的蛋白质，人体内的正常水平为11
‑
16g/dL(男性：12
‑
16g/dL，女性：11
‑
15g/dL)。其他生物标志物都存在于血清中，在人体中的正常浓度很低，铁蛋白为12
‑
200ng/mL(男性：15
‑
200ng/mL，女性：12
‑
150ng/mL)，FA为2
‑
20ng/mL，VB
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为200
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>900pg/mL。这些相关生物标志物的同时检测要求检测方法具有较高的灵敏度和较宽的检测范围(从pg/mL到mg/mL)。尽管大量的研究为疾病诊断工具的构建做出了努力，但当前的技术仍然面临诸如缺乏多元目标物的同时检测、检测范围有限、耗时或昂贵的仪器依赖等挑战。
[0003]纸基检测技术由于其低成本和易于批量生产，已成为化学/生物传感器的通用平台。纸基微流控诊断设备由于其能够在多指标同时检测方面改善当前的诊断能力，允许在一个设备的不同区域进行连续的化学反应，越来越受研究者们的欢迎。与传统方法相比，纸基微流控设备试剂消耗更少，耗时更少，并且提供了高度集成和自动化的诊断，为多重生物检测提供了一个广阔的平台。然而，目前的集成化纸基微流控仍然存在灵敏度不足和检测范围窄等局限性，推测其原因可能是无法快速地捕获和富集目标物并进行高灵敏检测。因此，开发一种可以快速捕获和富集痕量目标物的普适性技术具有重要意义。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片，其特征在于：包括血红蛋白检测层、加样层与铁蛋白、叶酸、维生素B
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检测层组，所述的铁蛋白、叶酸、维生素B
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检测层组包括荧光层与富集层，血红蛋白检测层、加样层与荧光层上均设置有亲水区，所述的荧光层上设置有若干的荧光增强检测区，所述的荧光增强检测区均与所述的荧光层的亲水区相连，所述的富集层上设置有若干的识别富集区与若干的废液区，所述的识别富集区与对应的废液区相连。
[0007]进一步，所述的荧光增强检测区、识别富集区与废液区的数量均相同；所述的荧光增强检测区与识别富集区的位置相对应。
[0008]进一步，所述的血红蛋白检测层、加样层、荧光层与富集层的尺寸、结构均相同。
[0009]进一步，所述的加样层的亲水区的材质为微孔滤膜；所述的荧光层的亲水区与富集层的亲水区的材质均采用亲水材质；优选的，所述的荧光层的亲水区与富集层的亲水区的材质均采用玻纤纸。
[0010]进一步，所述的加样层的一端与所述的血红蛋白检测层相连，另一端与所述的荧光层相连，所述的富集层与所述的荧光层相连。
[0011]所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片的制备方法，包括如下步骤：
[0012](1)在血红蛋白检测层的亲水区固定量子点
‑
适配体荧光探针；
[0013](2)在加样层的亲水区设置有微孔滤膜；
[0014](3)在荧光层的荧光增强检测区固定抗体修饰的超明亮纳米簇；
[0015](4)在富集层的识别富集区固定生物识别元件的微针。
[0016]进一步，所述的步骤(1)中的适配体的核苷酸序列如SEQ IDNO:1所示。
[0017]进一步，所述的步骤(1)中的量子点
‑
适配体荧光探针由包括如下步骤的方法制成：利用双孢菇为原料合成量子点作为荧光信号，以适配体作为识别元素，将适配体连接到量子点表面，从而构建量子点
‑
适配体荧光探针。
[0018]进一步，所述的步骤(3)中的抗体修饰的超明亮纳米簇由包括如下步骤的方法制成：将纳米金棒(AuNRs)、K2CO3与聚二乙醇(PEG)溶液混合反应、离心，然后取下层沉淀重悬于纯水中，向其中加入铁蛋白、FA和VB
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抗体，振荡反应、离心后，取下层沉淀重悬于纯水中即成。
[0019]进一步，所述的步骤(4)中的生物识别元件的微针由包括如下步骤的方法制成：将2
‑
羟基
‑2‑
甲基苯丙酮(HMPP)与乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)混合后放入模具中，固化脱模后得到微针，然后将得到的微针置于盐酸多巴胺溶液中，经反应、冲洗。再讲微针贴针尖朝下分别浸没在铁蛋白抗体、叶酸抗原和VB
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抗原溶液中包被，冲洗即成。
[0020]所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片的使用方法，包括如下步骤：
[0021](1)取人全血滴加到加样层的亲水区，然后滴加红细胞裂解液使血红蛋白溶出；
[0022](2)将加样层折叠与血红蛋白检测层重合即进行Hb的检测；
[0023](3)将荧光层与富集层折叠，使识别富集区与荧光增强检测区重合形成铁蛋白、叶酸、维生素B
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检测层组；
[0024](4)将铁蛋白、叶酸、维生素B
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检测层组折叠与加样层重合，加样层亲水区的血清可以通过微孔滤膜过滤渗透至荧光层的亲水区，通过毛细作用迁移到各富集区和荧光增强检测区；反应后使用成像仪测量即成。
[0025]一种核酸适配体，所述的核酸适配体的核苷酸序列如SEQ IDNO:1所示。
[0026]相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0027]本专利技术所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片用于全血中多种贫血标志物(血红蛋白、铁蛋白、叶酸和维生素B
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)的高灵敏快速检测。
[0028]本专利技术所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片集样本前处理和检测一体，可实现小体积(50μL)全血样本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片，其特征在于：包括血红蛋白检测层、加样层与铁蛋白、叶酸、维生素B
12
检测层组，所述的铁蛋白、叶酸、维生素B
12
检测层组包括荧光层与富集层，血红蛋白检测层、加样层与荧光层上均设置有亲水区，所述的荧光层上设置有若干的荧光增强检测区，所述的荧光增强检测区均与所述的荧光层的亲水区相连，所述的富集层上设置有若干的识别富集区与若干的废液区，所述的识别富集区与对应的废液区相连。2.根据权利要求1所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片，其特征在于：所述的荧光增强检测区、识别富集区与废液区的数量均相同；所述的荧光增强检测区与识别富集区的位置相对应。3.根据权利要求1所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片，其特征在于：所述的血红蛋白检测层、加样层、荧光层与富集层的尺寸、结构均相同。4.根据权利要求3所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片，其特征在于：所述的加样层的亲水区的材质为微孔滤膜；所述的荧光层的亲水区与富集层的亲水区的材质均采用亲水材质；优选的，所述的荧光层的亲水区与富集层的亲水区的材质均采用玻纤纸。5.根据权利要求1所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片，其特征在于：所述的加样层的一端与所述的血红蛋白检测层相连，另一端与所述的荧光层相连，所述的富集层与所述的荧光层相连。6.权利要求1
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5中任一项所述的用于贫血标志物高灵敏检测的集成化纸基微流控芯片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，吴景，彭丽君，刘琪思婧，胡耀中，刘敬民，付晗月，季学猛，吕欢，彭博，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：