【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学检测，具体涉及一种菌丝膜纸基可穿戴传感器及其应用和检测方法。
技术介绍
1、可卡因极易产生强烈的精神依赖，也有一定的身体依赖性。可卡因一般用药数周即可产生依赖性，严重的会出现失眠、食欲不振、恶心及消化系统紊乱等症状。吸食者在短期内会把大剂量的可卡因送入自己身体，引起慢性或急性中毒。苯丙胺类毒品可以有效刺激中枢神经系统 ，刺激情绪，诱导快乐，提高警觉性和能量，减少疲劳和食欲，增加运动和言语，提高个人力量和能力，严重危害人类健康和社会安全。因此对可卡因和甲基苯丙胺高灵敏度和高特异性的检测是很有必要的。
2、常用的毒品仪器检测方法有气相色谱法(gc)、气相色谱-质谱联用(gc-ms)、高效液相色谱法(hplc)、液相色谱-质谱联用法(lc-ms)、高效薄层色谱法(hptlc)、毛细管电泳法(ce)和免疫分析法(ia)。虽然这些方法提供了卓越的灵敏度，但它们严重依赖于昂贵的设备和复杂的检测协议。此外，它们仍然容易受到生物基质的干扰，导致不精确的结果。
3、可穿戴传感技术可以持续监测个人的健康状况，对实现个性化医疗至关重要。crispr-cas系统由于其显著的灵敏度和特异性，在检测领域的应用也受到了广泛的关注。而人体汗液中富含大量潜在的与健康和疾病相关的标志物，相比较常规的血液和尿液检测，其具有非侵入和实时连续监测等优势吗。因此，如何将可穿戴传感技术和crispr-cas系统相结合，以非侵入方式监测汗液中的分析物也是近年来的研究方向之一。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于提供一种菌丝膜纸基可穿戴传感器及其应用和检测方法，以解决现有技术对于毒品检测需要依赖于昂贵设备并且容易受到生物基质干扰，准确率低的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
3、一种菌丝膜纸基可穿戴传感器，包括纸基层和菌丝膜层，在所述菌丝膜层表面设置有内沉槽以及反应室，所述纸基层装配在所述内沉槽内；
4、所述纸基层包括滴涂有目标物核酸适配体触发探针的平台区以及与所述平台区连接的反应通道和进液通道，所述反应通道的末端与所述反应室连通，所述反应室内包埋有crispr/cas12a系统试剂，所述菌丝膜层上开设有入口，所述入口与所述进液通道连通，沿所述入口吸入的汗液顺次与所述目标物核酸适配体触发探针以及crispr/cas12a系统试剂反应并产生荧光信号。
5、进一步地，所述反应室设置有两个，每个所述反应室均通过反应通道与所述平台区连接。
6、进一步地，所述目标物核酸适配体触发探针与金属骨架uio-66-nh2结合以形成适配体固定单元cdna-cooh-apt@uio-66-nh2，并滴涂在所述平台区。
7、进一步地，cdna-cooh-apt@uio-66-nh2通过如下方式获得：
8、取20μm目标物核酸适配体溶液与 20μm的目标物cdna溶液在95℃水浴锅反应5min，冷却至室温，得到cdna-cooh-apt，然后加入含有400nm edc和100nm nhs混合溶液，在室温下反应1h，获得反应液，再将1mg/ml提前在超声中分散的uio-66-nh2溶液与反应液在室温下反应3h，反应产物离心，用10mm pbs(ph 7.4)冲洗即得；
9、其中，目标物核酸适配体溶液、目标物cdna溶液、混合溶液以及uio-66-nh2溶液的体积比为1:1:20:4。
10、进一步地，所述菌丝膜层为负载有银纳米片的蛹虫草菌丝膜。
11、进一步地，负载有银纳米片的蛹虫草菌丝膜通过如下方式获得：
12、将蛹虫草菌丝膜放入1.5mg/ml的银纳米片溶液中，吸附过夜后烘干即得。
13、进一步地，在所述反应通道上还设置有蔗糖，所述蔗糖以溶液的形式滴涂在反应通道并经烘烤固化。
14、进一步地，所述crispr/cas12a系统试剂通过快速冷冻和低温干燥后以冻干粉的形态包埋在所述反应室内，所述crispr/cas12a系统试剂包括 cas12a-crrna、nebuffer2.1缓冲液和荧光探针，所述nebuffer 2.1缓冲液主要由nacl、tris-hcl、mgcl2和bsa组成，在第二反应室被汗液填满后，所述第二反应室内cas12a-crrna的浓度为20nm，荧光探针的浓度为4μm，nacl的浓度为10mm，tris-hcl的浓度为5mm，mgcl2的浓度为1mm，bsa的浓度为10μg/ml。
15、上述菌丝膜纸基可穿戴传感器能够贴附在人体皮肤表面，用于检测汗液中的化学物质。
16、本专利技术还提供了应用上述菌丝膜纸基可穿戴传感器检测汗液中化学物质的方法，包括如下步骤：
17、步骤1、将菌丝膜纸基可穿戴传感器贴附在人体皮肤表面；
18、步骤2、汗液沿入口被纸基层吸入并扩散至平台区，以使得汗液能够与目标物核酸适配体触发探针反应；
19、步骤3、使步骤2的反应产物随汗液流入反应室，并与crispr/cas12a系统试剂反应；
20、步骤4、根据紫外灯下反应室是否产生荧光信号判断汗液中是否存在目标物。
21、本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
22、本专利技术在将可穿戴传感技术和crispr-cas系统相结合，以非侵入方式实现汗液中的分析物的检测；同时本专利技术中的可穿戴传感器采用菌丝膜作为反应室的载体，菌丝膜表面具有物理吸附能力，能够吸附荧光探针，从而稳定荧光数据，具有透气性佳、抗菌性强的效果，并且依赖于菌丝膜本身的粘性，在使用时无需额外的粘接剂等，即可自吸附于人体表面。
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1.一种菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，包括纸基层（1）和菌丝膜层（2），在所述菌丝膜层（2）表面设置有内沉槽以及反应室（5），所述纸基层（1）装配在所述内沉槽内；
2.根据权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，所述反应室（5）设置有两个，每个所述反应室（5）均通过反应通道（4）与所述平台区（6）连接。
3.根据权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，所述目标物核酸适配体触发探针与金属骨架uio-66-NH2结合以形成适配体固定单元cDNA-COOH-Apt@Uio-66-NH2，并滴涂在所述平台区（6）。
4.根据权利要求3所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，cDNA-COOH-Apt@Uio-66-NH2通过如下方式获得：
5.根据权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，所述菌丝膜层（2）为负载有银纳米片的蛹虫草菌丝膜。
6.根据权利要求5所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，负载有银纳米片的蛹虫草菌丝膜通过如下方式获得：
7.根据权利要求1所述的菌丝膜
8.根据权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，所述CRISPR/Cas12a系统试剂通过快速冷冻和低温干燥后以冻干粉的形态包埋在所述反应室内，所述CRISPR/Cas12a系统试剂包括 Cas12a-CrRNA、NEBuffer 2.1缓冲液和荧光探针，所述NEBuffer 2.1缓冲液主要由NaCl、Tris-HCl、MgCl2和BSA组成，在第二反应室被汗液填满后，所述第二反应室内Cas12a-CrRNA的浓度为20nM，荧光探针的浓度为4μM，NaCl的浓度为10mM，Tris-HCl的浓度为5mM，MgCl2的浓度为1mM，BSA的浓度为10μg/mL。
9.一种如权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器的应用，其特征在于，贴附在人体皮肤表面，用于检测汗液中的化学物质。
10.一种应用权利要求1-8中任一项所述菌丝膜纸基可穿戴传感器检测汗液中化学物质的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，包括纸基层（1）和菌丝膜层（2），在所述菌丝膜层（2）表面设置有内沉槽以及反应室（5），所述纸基层（1）装配在所述内沉槽内；
2.根据权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，所述反应室（5）设置有两个，每个所述反应室（5）均通过反应通道（4）与所述平台区（6）连接。
3.根据权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，所述目标物核酸适配体触发探针与金属骨架uio-66-nh2结合以形成适配体固定单元cdna-cooh-apt@uio-66-nh2，并滴涂在所述平台区（6）。
4.根据权利要求3所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，cdna-cooh-apt@uio-66-nh2通过如下方式获得：
5.根据权利要求1所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，所述菌丝膜层（2）为负载有银纳米片的蛹虫草菌丝膜。
6.根据权利要求5所述的菌丝膜纸基可穿戴传感器，其特征在于，负载有银纳米片的蛹虫草菌丝膜通过如下方式获得：
7.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄和，王颖，吴丽娜，徐晴，薛峰，
申请(专利权)人：南京师范大学常州合成生物学产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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