本发明专利技术涉及用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台、制备与应用，属于样品前处理和样品检测技术领域。本发明专利技术是将电膜萃取技术和液膜萃取技术同时搭载到纸芯片上。在分离过程中，整个纸芯片分为两层，上层装载两个通道的接收相，下层装载一个样本相，两层纸基中间夹一层支撑膜。支撑膜上与两个通道接收相对应的位置，涂有不同的膜溶剂用于选择性分离。样本相和电膜萃取通道的接收相中分别连有电极，加样完成后接入电源使其通路。完成分离富集之后，在接收液中加入相应的显色剂，利用RGB颜色模型来完成目标物定量。这种双通道的分析装置，实现了尿液中重金属与肌酐的同时快速分离检测。检测。检测。
【技术实现步骤摘要】
用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台、制备与应用
[0001]本专利技术属于样品前处理和样品检测
，更具体地，涉及用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台、制备与应用，尤其涉及一种双通道的分离技术，利用电膜萃取和液膜萃取对尿液中的重金属和肌酐同时快速的分离，并用借助RGB颜色模型来完成目标物定量。
技术介绍
[0002]随着工业的快速发展，重金属污染的现状和趋势变的非常严重，国家在重金属污染治理方面的投入也越来越多。环境中的重金属污染物主要来自工业排放、农业生产、水体污染以及垃圾填埋场等，而暴露在环境中的人体主要通过食物、水体、空气等途径摄入重金属污染物。重金属可以在人体蓄积，并对神经系统、呼吸系统、心血管系统、泌尿系统等造成很大的危害，导致多种疾病的发生发展。为了防止重金属的危害，及时了解体内重金属的水平尤为重要，尤其是对于一些高危人群，如冶炼厂的职工，或厂区周边的儿童等。
[0003]目前，重金属的暴露水平检测大多依靠医院内体检，医院内一般是采用血清样本中的金属浓度作为标准来判断体内金属水平。在我国广大的基层，很多人对去医院有很大的心理压力，甚至存在抗拒心理。因此，当身体处于亚健康状态时很难被发现。重金属的暴露是长期的过程，高风险人群进行定期的检查很有必要。结合上述心理抗拒和必要检查的矛盾，亟需开发一种适用于个人重金属筛查的装置。
[0004]相比于血清等样本，尿样作为反映人体状态的指标，有无创的巨大优势，适用于基层群众进行检测使用。尿样中的重金属浓度虽然可以作为重金属暴露水平的评估标准，但是因为饮食、尿液浓缩等的原因，需要对尿液中的浓度进行校正。尿肌酐在人体的排泄稳定，可用于对尿液中的重金属浓度进行校正。但是，重金属在尿液中的浓度较低，传统的检测方法需要借助大型仪器，这对于个人的自我筛查是不适用的。尿肌酐可以用显色法直接进行检测，但存在基质干扰的问题。另外，常规的检测中，尿肌酐和尿液中的重金属不能同时在同一样本中进行检测，需要分样进行，这也增加了检测成本及样本的不确定性。
[0005]膜萃取技术作为一种样品前处理技术，具有萃取时间短，特异性高等优势，已广泛应用于水、植物、食品、生物体液与组织等各类样品的前处理过程。液膜萃取技术是利用离子态和非离子态的分析物在水相和有机相中的分配系数差，来实现目标物的分离。电膜萃取是在液膜萃取的基础上，以电场驱动力代替被动扩散成为萃取主要动力的一种电萃取模式。膜萃取技术可以实现多物质的同时分离，并解决检测时基质干扰的问题，对开发快速检测装置很有潜力。
[0006]在生物样本的快速检测中，纸芯片是一种简单、便捷、低成本的检测技术，它利用纸张作为基质，结合化学、生物技术和光学等原理，实现对目标物质的检测和分析。基于纸基的检测装置具有操作简单、快速、灵敏度高、成本低等优点，结合RGB颜色模型被广泛应用于快速诊断、环境污染监测等领域。然而，目前还没有文献报道如何联用纸芯片检测以及膜萃取技术来高效、准确的对检测样本中的多种物质同时检测。
技术实现思路
[0007]本专利技术提供了一种用于尿液中重金属和肌酐同时分离检测的双通道平台，将膜萃取技术与纸芯片相结合，通过电膜萃取技术和液膜萃取技术对尿液中的重金和尿肌酐进行同时分离。本专利技术实现了尿液中重金属和肌酐的同时分析，解决了尿液中重金属和肌酐同时分离的难题，并且排除了在检测时的基质干扰，摆脱了大型仪器，实现了通过无创样本尿液对体内重金属暴露的评估。
[0008]根据本专利技术第一方面，提供了一种用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台，所述双通道平台从上至下分别为接收相层、支撑膜和样本相层；所述接收相层和样本相层均为纸基，所述支撑膜为疏水膜；所述接收相层的上下两面均包括四周为疏水区的两个互不连通的亲水区，接收相层的上表面的两个互不连通的亲水区分别作为重金属和肌酐的接收相；所述样本相层的上下两面均包括一个四周为疏水区的亲水区，样本相层的上表面的亲水区作为样本相；所述样本相和作为重金属的接收相分别用于与导线连接，从而形成电膜萃取通路。
[0009]优选地，作为重金属的接收相和作为肌酐的接收相面积相同，面积均为25mm2‑
50 mm2。
[0010]优选地，所述样本相的面积为60mm2‑
150 mm2。
[0011]优选地，所述支撑膜为聚丙烯纤维膜、聚乙烯纤维膜或聚酯纤维膜。
[0012]根据本专利技术另一方面，提供了任意一项所述用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)将两张滤纸分别作为接收相层和样本相层，在所述接收相层的上下两面均构建四周为疏水区的互不联通的两个亲水区，其中上表面的亲水区分别作为重金属和肌酐的接收相；在所述样本相层的上下两面构建一个四周为疏水区的亲水区，其中上面表面的亲水区作为样本相；
[0014](2)将支撑膜置于步骤(1)所述的接收相层和样本相层之间，将两条导线分别固定在作为重金属的接收相和样本相中，构建电膜萃取通路，即得到所述双通道平台。
[0015]优选地，步骤(2)中，在支撑膜上与两个接收相对应的位置分别涂上膜溶剂后，再将支撑膜置于步骤(1)所述的接收相层和样本相层之间；其中作为重金属的接收相对应的位置涂上的膜溶剂为正辛醇、2
‑
硝基苯基辛基醚、正庚醇或正壬醇，作为肌酐的接收相对应的位置涂上的膜溶剂为正己醇、正辛醇或正庚醇。
[0016]根据本专利技术另一方面，提供了任意一项所述的用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台的应用，包括以下步骤：
[0017](1)在样本相中加入待测液，向作为重金属的接收相中加入水，向作为肌酐的接收相中加入酸；
[0018](2)接通电源，重金属通过电场力从样本相进入接收相，肌酐利用在水相和有机相中的分配系数差从样本相进入接收相，从而实现待测液中重金属和肌酐的分离。
[0019]优选地，所述重金属为铅。
[0020]优选地，步骤(2)之后，还包括向两个接收相中分别加入显色剂显色，然后分别用RGB颜色模型计算两个接收相的归一化RGB值；再利用标准曲线计算出铅和肌酐的浓度值，铅的浓度值与肌酐的浓度值的比值即为校正后的铅浓度。
[0021]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0022](1)本专利技术首次把电膜萃取技术和液膜萃取技术与纸芯片相结合，扩展了膜萃取技术在样品前处理中的作用。这种双通道的分析装置，实现了尿液中多目标物的同时快速分离检测。
[0023](2)本专利技术利用电膜萃取技术和液膜萃取技术，实现了尿液中重金属和肌酐的同时分离检测，解决了常规重金属检测需要大型仪器，以及肌酐检测中基质干扰问题。
[0024](3)本专利技术优选地，分为两部分，一是通过膜萃取技术，对尿液中的重金属和肌酐同时进行分离；二是利用化学发光法，对重金属和肌酐分别进行快速检测。在分离过程中，整个纸芯片分为两层，上层装载两个通道的接收相，下层装载一个样本相，两层纸基中间夹一层含微本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台，其特征在于，所述双通道平台从上至下分别为接收相层、支撑膜和样本相层；所述接收相层和样本相层均为纸基，所述支撑膜为疏水膜；所述接收相层的上下两面均包括四周为疏水区的两个互不连通的亲水区，接收相层的上表面的两个互不连通的亲水区分别作为重金属和肌酐的接收相；所述样本相层的上下两面均包括一个四周为疏水区的亲水区，样本相层的上表面的亲水区作为样本相；所述样本相和作为重金属的接收相分别用于与导线连接，从而形成电膜萃取通路。2.如权利要求1所述的用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台，其特征在于，作为重金属的接收相和作为肌酐的接收相面积相同，面积均为25mm2‑
50 mm2。3.如权利要求1所述的用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台，其特征在于，所述样本相的面积为60mm2‑
150 mm2。4.如权利要求1所述的用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台，其特征在于，所述支撑膜为聚丙烯纤维膜、聚乙烯纤维膜或聚酯纤维膜。5.如权利要求1
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4任意一项所述用于重金属和肌酐同时分离的双通道平台的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将两张滤纸分别作为接收相层和样本相层，在所述接收相层的上下两面均构建四周为疏水区的互不联通的两个亲水区，其中上表面的亲水区分别作为重金属和肌酐的接收相；在所述样本相层的上下两面构建一个四周为疏水区的亲水区，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈先涛，马亚星，黄垂秀，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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