一种比色-荧光双模式三维纸基微流控芯片及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于微流控技术领域，具体涉及一种比色

【技术实现步骤摘要】
一种比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片及其制备和应用


[0001]本专利技术属于微流控
，具体涉及一种比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片及其制备和应用。

技术介绍

[0002]近来，双模式(双信号)的检测方法越来越引起研究者的深入关注。相比于单模式的检测法，双模式检测方法可以提供更多信息，减少环境因素的干扰，检测结果可以互相验证，大大提高了检测结果的可靠性。常见的双模式检测方法主要包括荧光
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SERS、荧光
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比色、荧光
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电化学等。结合纳米材料的高灵敏度响应特性，以及适配体的高特异性，越来越多的双模式生物传感检测方法也逐渐被应用于食品危害物的检测。尽管这些方法具有很好的灵敏度和准确性，但它们通常依赖昂贵的仪器、专业的实验操作人员，无法实现快速检测。
[0003]三维纸基微流控芯片(3D
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μPAD)是一种新兴的即时检测技术。3D
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μPAD是由两层或两层以上的二维μPAD通过粘贴、折叠等方式组装而成，使液体在不同层纸张之间流动反应的一种装置。与二维μPAD相比，3D
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μPAD检测速度更快、模式设计更加灵活，可在其中添加功能部件。并可与常见的多种生物传感方法相结合，将传统的复杂的实验室检测方法转移到小小的纸芯片上进行。结合便携式检测设备或智能手机，开发了众多可应用于即时检测(POCT)的完整的检测系统。
[0004]但是，现有技术中双模式的检测方法和三维纸基微流控芯片均为独立使用，因此，需要提供一种新的方案将两者相结合，以充分发挥两者优势。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片及其制备和应用，将微流控检测技术与双模式检测相结合，能够提高检测的便捷程度，同时具有灵敏度高、特异性强等优点。
[0006]按照本专利技术的技术方案，所述比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片，包括上层、中层和下层；
[0007]所述上层包括上层疏水区和上层亲水区，所述上层亲水区包括进样区和检测区；
[0008]所述中层包括中层疏水区和中层亲水区，所述中层亲水区分别对应所述进样区和检测区设置的第一功能区域和第二功能区域、以及分别连接所述第一功能区域和第二功能区域的第一亲水通道和第二亲水通道；
[0009]所述下层包括下层疏水区和下层亲水区，所述下层亲水区通过第一亲水通道和第二亲水通道分别连通所述所述第一功能区域和第二功能区域；
[0010]所述第一功能区域内含有比色信号试剂，所述比色信号试剂的表面包覆有靶标识别元件；所述第二功能区域内含有荧光信号试剂；所述下层亲水区内含有中性盐；
[0011]所述比色信号试剂能够淬灭所述荧光信号试剂的荧光，所述中性盐能够与所述比色信号试剂反应并发生颜色变化。
[0012]进一步的，所述比色信号试剂为银纳米粒子(AgNPs)，其同时作为荧光淬灭试剂；
[0013]所述靶标识别元件为适配体(apt)；
[0014]所述荧光信号试剂为镁氮共掺杂碳点(Mg,N
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CDs)；
[0015]所述中性盐选自氯化钠、氯化镁和氯化钾中的一种或多种。
[0016]具体的，检测原理如下：首先，将黄色的AgNPs溶液与apt混合孵育，使apt包覆在AgNPs表面，当体系中不存在待测物时，受apt保护的AgNPs不受引入的NaCl影响，仍为分散状态呈黄色，再加入Mg,N
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CDs后，由于Mg,N
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CDs的荧光发射峰与AgNPs的紫外可见吸收光谱重叠良好，Mg,N
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CDs的荧光受到内滤效应(IFE)的作用而被淬灭。而当在体系中存在待测物时，apt的高亲和力使其与靶标优先特异性结合，AgNPs失去适配体的保护而受NaCl作用发生聚集，溶液由黄色转变为无色，发生比色信号的变化，再加入合成的Mg,N
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CDs后，由于AgNPs的聚集，荧光信号不发生变化，也就是说，体系中的荧光信号随着待测物浓度的增强而增强，比色信号随着待测物浓度的增强而减弱。
[0017]进一步的，所述银纳米粒子、适配体、镁氮共掺杂碳点和NaCl的含量比为0.3
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0.5mmol：6
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10μmol：12
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20mg/mL：70
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100mmol。
[0018]进一步的，所述镁氮共掺杂碳点由有机酸、镁盐和氮源混合后加热反应得到。
[0019]进一步的，所述有机酸选自柠檬酸、苹果酸和酒石酸中的一种或多种，所述镁盐选自Mg(OH)2和/或MgCl，所述氮源选自邻苯二胺或1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)。
[0020]进一步的，加热反应的温度为180
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220℃，时间为2
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4h，加热方式可以为水热。
[0021]进一步的，加热反应后，离心去除沉淀物，对上清液进行过滤、透析，得到纯化碳点溶液，再进行冷冻干燥，得到镁氮共掺杂碳点。
[0022]本专利技术的第二方面提供了上述比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片的制备方法，包括以下步骤，
[0023]S1：提供上、中、下三层滤纸，对上层滤纸的上层疏水区、中层滤纸的中层疏水区和下层滤纸的下层疏水区进行疏水处理，将疏水处理后的三层滤纸组装成型，得到半成品；
[0024]S2：向所述半成品的第一功能区域滴加靶标识别元件包覆的比色信号试剂，第二功能区域滴加荧光信号试剂；下层亲水区滴加中性盐，得到所述比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片。
[0025]进一步的，所述步骤S1中，在滤纸打印炭粉后加热融化，得到疏水处理后的滤纸。
[0026]进一步的，通过碳粉激光打印的方式在滤纸表面打印炭粉，加热融化的温度为180
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220℃。
[0027]具体的，所述步骤S1中，通过碳粉激光打印的方式，按照设计的疏水区域形状在一张滤纸上同时打印出上、中、下三层纸基；然后进行加热疏水处理，然后将三层纸基裁剪并粘贴组装。
[0028]进一步的，所述步骤S2中，各试剂均以溶液的方式滴加，滴加量为20
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40μL。其中，银纳米粒子的浓度为0.3
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0.5mM，适配体浓度为6
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10μM，镁氮共掺杂碳点浓度为12
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20mg/mL，NaCl浓度为70
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100mM。
[0029]本专利技术的第三方面提供了上述比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片在可视化检测抗生素中的应用，所述靶标识别元件为抗生素适配体。
[0030]进一步的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片，其特征在于，包括上层、中层和下层；所述上层包括上层疏水区和上层亲水区，所述上层亲水区包括进样区和检测区；所述中层包括中层疏水区和中层亲水区，所述中层亲水区分别对应所述进样区和检测区设置的第一功能区域和第二功能区域、以及分别连接所述第一功能区域和第二功能区域的第一亲水通道和第二亲水通道；所述下层包括下层疏水区和下层亲水区，所述下层亲水区通过第一亲水通道和第二亲水通道分别连通所述所述第一功能区域和第二功能区域；所述第一功能区域内含有比色信号试剂，所述比色信号试剂的表面包覆有靶标识别元件；所述第二功能区域内含有荧光信号试剂；所述下层亲水区内含有中性盐；所述比色信号试剂能够淬灭所述荧光信号试剂的荧光，所述中性盐能够与所述比色信号试剂反应并发生颜色变化。2.如权利要求1所述的比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片，其特征在于，所述比色信号试剂为银纳米粒子；所述靶标识别元件为适配体；所述荧光信号试剂为镁氮共掺杂碳点；所述中性盐选自氯化钠、氯化镁和氯化钾中的一种或多种。3.如权利要求2所述的比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片，其特征在于，所述银纳米粒子、适配体、镁氮共掺杂碳点和NaCl的含量比为0.3
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0.5mmol：6
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10μmol：12
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20mg/mL：70
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100mmol。4.如权利要求2所述的比色
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荧光双模式三维纸基微流控芯片，其特征在于，所述镁氮共掺杂碳点由有机酸、镁盐和氮源混合后加热反应得到。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世嘉，佟鑫玉，段诺，林先锋，吕紫钰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：