【技术实现步骤摘要】
一种基于液滴微流控芯片的农药残留检测方法
[0001]本专利技术属于农药残留检测
，具体涉及一种基于液滴微流控芯片的农药残留检测方法
。
技术介绍
[0002]为了确保农产品中农药残留量在规定范围内，农药检测技术的有效应用成为关键
。
[0003]目前，国内外农药残留检测方法主要有以色谱法为核心的常规检测方法和现代快速检测方法两种
。
在现代快速检测法中表面增强拉曼光谱联合免疫分析技术
(Surface
‑
Enhance Raman Spectroscopy combined immunoassay,SERSIA)
是一种将
SERS
探针和免疫分析相结合的检测技术，该方法具有
SERS
探针的高灵敏性和免疫分析的强特异性等优点
。
因此，在农药残留检测领域深受研究者及相关检测人员的青睐
。
然而，在实际检测过程中该方法的常规操作涉及多种试剂间的混合
、
洗涤及其他步骤，从而使该方法在应用中存在步骤繁琐
、
自动化程度低及样品污染率高等不足之处
。
[0004]因此，开发一种快速
、
自动和低污染用于农药残留检测的
SERSIA
技术成为当前的研究热点
。
结合液滴微流控芯片技术，开发与
SERSIA
技术相匹配的微流控芯片系统可有效解决上述问题，从而实现农药残留的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于液滴微流控芯片的农药残留检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一
、Fe3O4‑
抗体复合材料溶液的制备：
S1、
将四氯金酸水溶液搅拌加热至沸腾后加入柠檬酸钠水溶液，恒温加热一段时间后，停止加热并冷却至室温，经离心后取沉淀，分散于去离子水中，得到的分散液即为
AuNPs
溶液；
S2、
取步骤
S1
中制备的
AuNPs
溶液与含有拉曼标记分子的水溶液混合，在室温下进行孵育反应，待反应结束后，离心收集沉淀物再经去离子水离心清洗后得到的沉淀物即为
Au@
信标
NPs
沉淀物，重新分散于去离子水中，得到
Au@
信标
NPs
溶液；
S3、
取步骤
S2
中制备的
Au@
信标
NPs
溶液与
AgNO3水溶液和抗坏血酸水溶液混合，得到混合液进行恒温加热反应，待反应结束后，离心收集沉淀物再经去离子水离心清洗后得到的沉淀物即为
Au@
信标
@AgNPs
沉淀物，重新分散于去离子水中，得到
Au@
信标
@AgNPs
溶液；
S4、
取
S3
中制备的
Au@
信标
@AgNPs
溶液中加入巯基聚乙二醇羧酸水溶液后进行搅拌孵育，孵育反应结束后，经离心
、
洗涤得到的沉淀物记为沉淀
A
，分散于去离子水中，得到沉淀
A
溶液；随后向沉淀物
A
溶液中加入
EDC
溶液和
NHS
溶液，恒温搅拌活化，活化反应后经离心
、
洗涤得到的沉淀物记为沉淀
B
，散于去离子水中，得到沉淀
B
溶液；随后，向沉淀
B
溶液中加入农药抗原，进行震荡孵育，孵育后，加入
BSA
封闭液进行震荡孵育以封闭未结合位点，震荡孵育后经离心
、
洗涤得到的沉淀物记为沉淀
C
，并分散于去离子水中，得到
Au@
信标
@AgNPs
‑
农药抗原免疫探针溶液，简记为
SERS
免疫探针溶液；
S5、
向羧基磁性微球中加入
EDC
和
NHS
水溶液，在搅拌条件下进行孵育活化，活化后经磁分离去上清，洗涤得到的沉淀物记为沉淀
D
，并分散于去离子水中，得到沉淀
D
溶液；随后，向沉淀
D
溶液中加入农药抗体，进行震荡孵育，孵育后，加入
BSA
封闭缓冲液再次进行震荡孵育，孵育后经磁分离去上清，收集得到的沉淀物记为沉淀
E
，并分散于去离子水中得到
Fe3O4‑
抗体复合材料溶液；步骤二
、
液滴微流控芯片的制备；
S1、
所述液滴微流控芯片包括连续相进样口
、
水相进样口
、
液滴生成管道
、
液滴混合结构通道
、
液滴融合管道
、
液滴分离管道
、SERS
信号采集槽
、
废液排出口及磁体；所述水相进样口设有
N
个，且相互独立，
N
为不小于2的正整数；连续相进样口
、
水相进样口均对应连接有管道；连续相进样口的管道首先与不同水相进样口的管道交汇形成液滴生成管道，液滴生成管道从交汇处继续延伸出一条延伸管道，不同的延伸管道相连通，交汇形成液滴混合结构通道，液滴混合结构通道连接液滴融合管道；所述液滴融合管道通过管道连接液滴分离管道；液滴分离管道由主流管道
、
分支管道一和分支管道二构成；分离管道一的另一端连接废液排出口；分离管道二的另一端连接
SERS
信号采集槽；其中
SERS
信号采集槽与废液排出口连通；所述磁体设于液滴分离管道的主流管道处
、
且靠近分离管道二的一侧；
S2、
微流体芯片的制备方法为：使用三维绘图软件设计微流体芯片的通道结构，并以高聚物复合材料为基材，按照相应的通道结构在基材表面雕刻，形成微流体芯片的微流道结构面；将微流道结构面和键合底板对应叠加在一起，经热压键合
、
粘合，得到微流体芯片；
步骤三：构建基于竞争法
SERS
标记定量检测农药的模型：
(1)
首先搭建农药
SERS
免疫标记液滴微流体芯片系统，所述系统由恒压注射泵
、
注射器
、
连接管
、
液滴微流体芯片
、
拉曼光谱采集装置和信号显示器组成；在所述恒压注射泵上安装注射器，所述注射器通过连接管连接液滴微流控芯片的进样口，用于进样；将所述反应试剂装入注射器中，在注射泵的恒压推动下，将反应试剂注入液滴微流控芯片的进样口；所述拉曼光谱采集装置用于获取
SERS
信号采集槽内
SERS
免疫标记物的拉曼信号，并将采集到的拉曼信号传输给信号显示器；
(2)
其次，配置不同浓度梯度的农药标品，利用恒压注射泵通过连续相进样口加入氟油，步骤一
S4
和
S5
制备的
Au@
信标
@AgNPs
‑
免疫探针溶液和
Fe3O4‑
抗体复合材料溶液及相对应的农药标品，使用注射器通过水相进样通道将反应试剂加入液滴微流控芯片中，其操作流程如下：氟油通过连续相进样口注入，
Fe3O4‑
抗体复合材料溶液
、Au@
信标
@AgNPs
‑
免疫探针溶液和农药标品分别通过独立的水相进样口注入，经相应的管道流动，农药标品和
Au@
信标
@AgNPs
‑
免疫探针溶液首先交汇，形成混合物；然后氟油与
Fe3O4‑
抗体复合材料溶液和混合物分别交汇于不同的液滴生成管道，液滴生成管道继续延伸形成不同的延伸管道，不同的延伸管道交汇于液滴融合结构通道，通过液滴融合结构通道流入纺锤形液滴融合管道，并在纺锤形通道内融合生成混合液滴，混合液滴进一步流入分离管道中，因混合液滴中
Fe3O4
‑
抗体复合材料特异性识别农药标品或
Au@
信标
@AgNPs
‑
免疫探针，生成磁性复合物，其会在磁体磁场力的作用下通过分离管道二流向
SERS
信号采集槽，余下物质通过分离管道一流向废液排出口；利用拉曼光谱采集装置通过
SERS
信号采集槽，进行拉曼信号的采集，得到拉曼探针特征峰强度值；根据添加农药标品的浓度值与对应的拉曼探针特征峰强度值建立检测农药的校正曲线模型，记为
y
＝
a+bx
，其中
x
为农药标品的浓度，
y
为拉曼探针特征峰强度值，
a
和
b
分别为方程的常数项和系数；步骤四
、
农药检测：首先制备样品提取液；按照步骤三中检测农药标品的操作，区别是将农药标品替换为待测样品提取液通过进样口进入液滴微流控芯片中，其余操作相同；然后通过拉曼光谱采集装置获取
SERS
信号采集槽的拉曼探针信号，得到特征峰处信号强度值，根据特征峰处信号强度值
I
代入步骤三中
S4
中建立的校正曲线模型中，即可计算得到样品中农药的浓度，实现农药的定量检测
。2.
根据权利要求1所述的基于液滴微流控芯片的农药残留检测方法，其特征在于，步骤一
S1
中四氯金酸水溶液的浓度为
0.25mM
，柠檬酸钠水溶液的质量分数为5％；四氯金酸水溶液与柠檬酸钠水溶液的体积比为
50
～
100:0.5
～1；恒温加热温度为
95
～
100℃
，时间为
20
～
25min
；离心转速为
8000
～
10000r/min
，离心时间为
10
～
15min
；所述沉淀与去离子水的用量比为
0.1mg:1
～
5mL。3.
根据权利要求1所述的基于液滴微流控芯片的农药残留检测方法，其特征在于，步骤一
S2
中拉曼标记分子包括4巯基苯甲酸
、4
巯基苯酚
、4
‑
巯基苯甲腈；所述含有拉曼标记分子的水溶液浓度为1～
10mM
；拉曼标记分子水溶液与
AuNPs
溶液的体积比为
0.1
～
1:500
；
恒温加热温度为
25
～
45℃
，孵育时间为
20
～
45min
；离心转速为
8000
～
10000r/min
，离心时间为
10
～
15min
；所述
Au@
信标
NPs
沉淀物与去离子水的用量比为
0.1mg:1
～
5mL。4.
根据权利要求1所述的基于液滴微流控芯片的农药残留检测方法，其特征在于，步骤一
S3
中
AgNO3水溶液与
Au@
信标
NPs
溶液的体积比为1～3：
200
～
500
，
AgNO3水溶液的浓度为1～
10mM
；抗坏血酸与
AgNO3水溶液的体积比为
1:1
～5，抗坏...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓玮，张宁，邹小波，李志华，石吉勇，夏晨，都柳孜，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。