一种基于上转换发光的微流体生物传感平台制造技术

本发明专利技术涉及一种基于上转换发光的微流体生物传感平台，包括：上转换发光的生物传感器，用于特异性识别EDCs；以及微流体芯片，用于集成所述上转换发光的生物传感器与待测样本的混合、反应、分离、检测；所述微流体芯片，包括：进样池，用于所述上转换发光的生物传感器和待测样本进样；弧形通道，所述弧形通道的进料口同时连通于所述上转换发光的生物传感器的进样池和待测样本的进样池，待所述上转换发光的生物传感器和待测样本进入弧形通道后，弧形通道用于二者的混合和反应；分离通道，与所述弧形通道的出料口连通，用于反应结束后的所述上转换发光的生物传感器的磁分离；检测池，与所述分离通道的出料口连通，用于完成发光增强定量检测EDCs。量检测EDCs。量检测EDCs。

【技术实现步骤摘要】
一种基于上转换发光的微流体生物传感平台


[0001]本专利技术涉及食品安全检测
，特别涉及一种基于上转换发光的微流体生物传感平台。

技术介绍

[0002]内分泌干扰化学物(EDCs)被定义为“干扰存在于人体内部负责平衡、繁殖和发育过程的天然血源性激素的合成、分泌、运输、代谢、结合或消除的外源性制剂”。人类可能通过食品生产(食品添加剂、杀虫剂、食品容器)、工业活动(空气污染、水污染物、工业化学品)、医疗(医疗产品)等摄入数百种EDCs。其中，具有雌激素作用的外源性制剂，例如双酚A(BPA)、己烯雌酚(DES)、雌二醇(E2)、壬基酚等吸引了广泛的关注，这类EDCs可能会导致严重的健康危害，包括神经发育障碍，脑、肝和肺损伤，生殖和内分泌失调，代谢紊乱等。因此，建立有效的评估方法来确定人类可能接触媒介中的EDCs含量是非常重要的。
[0003]以往的研究中，对于EDCs含量的测定是基于高效液相色谱、气质联用色谱、电化学传感器、光电化学免疫传感器等方法，但这些测定方法往往面临着检测仪器设备昂贵、背景干扰强、样品预处理步骤繁琐、试剂消耗量大等困难，难以实现EDCs的现场快速定量检测。因此，开发新型的检测平台用以克服上述缺陷是至关重要的。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于上转换发光的微流体生物传感平台，用以实现对EDCs的微量取样和简便的高灵敏定量检测。
[0005]基于此，本专利技术的目的在于提供一种基于上转换发光的微流体生物传感平台，包括：上转换发光的生物传感器，用于特异性识别EDCs；以及微流体芯片，作为所述上转换发光的生物传感器与待测样本反应平台，用于集成所述上转换发光的生物传感器与待测样本的混合、反应、分离、检测；
[0006]所述微流体芯片，包括：进样池，用于所述上转换发光的生物传感器和待测样本进样；弧形通道，所述弧形通道的进料口同时连通于所述上转换发光的生物传感器的进样池和待测样本的进样池，待所述上转换发光的生物传感器和待测样本进入弧形通道后，弧形通道用于二者的混合和反应；分离通道，与所述弧形通道的出料口连通，用于反应结束后的所述上转换发光的生物传感器的磁分离；检测池，与所述分离通道的出料口连通，用于发光增强定量检测EDCs。
[0007]进一步地，所述微流体芯片的所有微通道的宽度均为400μm，深度均为200μm。
[0008]根据上述技术方案，上转换发光的生物传感器与待测样本在微流体芯片上的混合、反应、分离、检测集成，其具体过程为：将上转换发光的生物传感器与待测样本分别从微流体芯片的两个进样池注入，两种微流体在弧形通道内充分混合、反应；之后在分离通道处外加磁场，分离未与EDCs反应的生物传感器；最后在检测池中，脱落的CSUCNPs完成桥连絮凝和沉降，并完成上转换荧光信号的采集，从而可以定量检测EDCs。
[0009]进一步地，生物传感器与待测样本溶液的注射流速为12μL/min和3μL/min。
[0010]进一步地，生物传感器与待测样本溶液的注射时间为8
‑
12min。
[0011]本专利技术的第二目的在于提供上述一种基于上转换发光的微流体生物传感平台的制备方法。
[0012]所述上转换发光的生物传感器的制备方法包括如下步骤：
[0013]S1、制备含有稀土元素的上转换纳米粒子种子(CUCNPs)；
[0014]S2、步骤S1制备得到的CUCNPs外层进行包覆处理，制备得到具有核壳结构的上转换纳米粒子(CSUCNPs)；
[0015]S3、改性步骤S2制备得到的CSUCNPs为亲水性；
[0016]S4、将步骤S3得到的亲水性CSUCNPs生物分子功能化，得到生物分子功能化CSUCNPs；
[0017]S5、制备磁性纳米粒子(MNPs)；
[0018]S6、将步骤S5得到的MNPs生物分子功能化，得到生物分子功能化MNPs；
[0019]S7、步骤S4得到生物分子功能化CSUCNPs和步骤S6得到生物分子功能化CSUCNPs相结合，制备得到所述上转换发光的生物传感器。
[0020]进一步地，步骤S1的过程为，
[0021]分别取六水合氯化钇、六水合氯化镱和六水合稀土元素溶解于甲醇中，之后加入油酸和1
‑
十八稀，混合后加热至150
‑
170℃反应25
‑
35min，反应结束冷却后，滴加氢氧化钠和氟化铵的混合溶液，并于125
‑
135℃反应25
‑
35min，随后升温至290
‑
310℃保持50
‑
60min；反应结束后，加入乙醇和超纯水离心分离得到上转换纳米粒子种子(CUCNPs)。
[0022]进一步地，所述六水合氯化钇、六水合氯化镱和六水合稀土元素的总用量为1
‑
1.5mmol。
[0023]进一步地，所述稀土元素为铒时，六水合氯化钇、六水合氯化镱和六水合稀土元素的比例为0.78:0.2:0.02。
[0024]进一步地，所述稀土元素为铥时，六水合氯化钇、六水合氯化镱和六水合稀土元素的比例为0.795:0.2:0.005。
[0025]进一步地，所述甲醇、油酸、1
‑
十八稀的体积比例为10:(5
‑
7):(14
‑
17)。
[0026]进一步地，所述氢氧化钠和氟化铵的摩尔比为5:(7
‑
9)。
[0027]进一步地，所述乙醇和超纯水的体积比为1:(0.6
‑
1)。
[0028]进一步的，所述离心参数为8000
‑
12000rpm转速下离心5
‑
10min。
[0029]进一步地，步骤S2的过程为，
[0030]取六水合氯化钇溶解于甲醇中，之后加入油酸和1
‑
十八稀，混合后加热至150
‑
170℃反应25
‑
35min；反应结束冷却后，加入步骤S1制备得到的CUCNPs，并滴加氢氧化钠和氟化铵的混合溶液，并于125
‑
135℃反应25
‑
35min，随后升温至290
‑
310℃保持20
‑
40min；反应结束后，加入乙醇和超纯水离心分离得到核壳上转换纳米粒子(CSUCNPs)。
[0031]进一步地，所述六水合氯化钇的用量为0.35
‑
0.45mmol。
[0032]进一步地，所述甲醇、油酸、1
‑
十八稀的体积比例为10:(2.5
‑
3.5):(7
‑
9)。
[0033]进一步地，所述氢氧化钠和氟化铵的摩尔比为2:(2.5
‑
3.5)。
[0034]进一步地，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于上转换发光的微流体生物传感平台，其特征在于，包括：上转换发光的生物传感器，用于特异性识别EDCs；以及微流体芯片，作为所述上转换发光的生物传感器与待测样本反应平台，用于集成所述上转换发光的生物传感器与待测样本的混合、反应、分离、检测；所述微流体芯片，包括：进样池，用于所述上转换发光的生物传感器和待测样本进样；弧形通道，所述弧形通道的进料口同时连通于所述上转换发光的生物传感器的进样池和待测样本的进样池，待所述上转换发光的生物传感器和待测样本进入弧形通道后，弧形通道用于二者的混合和反应；分离通道，与所述弧形通道的出料口连通，用于反应结束后的所述上转换发光的生物传感器的磁分离；检测池，与所述分离通道的出料口连通，用于完成发光增强定量检测EDCs。2.一种如权利要求1所述上转换发光的生物传感器的制备方法，其特征在于，所述上转换发光的生物传感器的制备方法包括如下步骤：S1、制备含有稀土元素的上转换纳米粒子种子(CUCNPs)；S2、步骤S1制备得到的CUCNPs外层进行包覆处理，制备得到具有核壳结构的上转换纳米粒子(CSUCNPs)；S3、改性步骤S2制备得到的CSUCNPs为亲水性；S4、将步骤S3得到的亲水性CSUCNPs生物分子功能化，得到生物分子功能化CSUCNPs；S5、制备磁性纳米粒子(MNPs)；S6、将步骤S5得到的MNPs生物分子功能化，得到生物分子功能化MNPs；S7、步骤S4得到生物分子功能化CSUCNPs和步骤S6得到生物分子功能化CSUCNPs相结合，制备得到所述上转换发光的生物传感器。3.根据权利要求2所述上转换发光的生物传感器的制备方法，其特征在于：步骤S1的过程为，分别取六水合氯化钇、六水合氯化镱和六水合稀土元素溶解于甲醇中，之后加入油酸和1
‑
十八稀，混合后加热至150
‑
170℃反应25
‑
35min，反应结束冷却后，滴加氢氧化钠和氟化铵的混合溶液，并于125
‑
135℃反应25
‑
35min，随后升温至290
‑
310℃保持50
‑
60min；反应结束后，加入乙醇和超纯水离心分离得到上转换纳米粒子种子(CUCNPs)；所述稀土元素为铒时，六水合氯化钇、六水合氯化镱和六水合稀土元素的比例为0.78:0.2:0.02；或所述稀土元素为铥时，六水合氯化钇、六水合氯化镱和六水合稀土元素的比例为0.795:0.2:0.005。4.根据权利要求2所述上转换发光的生物传感器的制备方法，其特征在于：步骤S2的过程为，取六水合氯化钇溶解于甲醇中，之后加入油酸和1
‑
十八稀，混合后加热至150
‑
170℃反应25
‑
35min；反应结束冷却后，加入步骤S1制备得到的CUCNPs，并滴加氢氧化钠和氟化铵的混合溶液，并于125
‑
135℃反应25
‑
35min，随后升温至290
‑
310℃保持20
‑
40min；反应结束后，加入乙醇和超纯水离心分离得到核壳上转换纳米粒子(CSUCNPs)。5.根据权利要求2所述上转换发光的生物传感器的制备方法，其特征在于：步骤S3的过程为，
取步骤S2制备得到的CSUCNPs加入三氯甲烷和甲苯的混合溶液中，随后加入聚丙烯酸水溶液并密封，剧烈搅拌反...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈全胜，吴继忠，欧阳琴，魏文雅，赵松光，朱阿芳，王震，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：