【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控领域，更具体地涉及一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片及其应用。
技术介绍
1、饮用水是日常生活中不可或缺的一部分，其水质的高低影响人们的生活，因此需要对其做专业的检测分析。微生物污染是饮用水的主要危害，其中大肠菌群是导致水质污染的主要病原菌，大肠菌群超标的水直接饮用，会对身体造成严重危害。当前饮用水常采用氯化物和紫外线进行消毒，大肠杆菌在受到长此以往的氯化物和紫外线环境胁迫后，会进入活的不可培养(viable but non-culturable，vbnc)状态来提高自身存活率。研究发现vbnc大肠杆菌在大小和形状上出现变异，细胞可能变得更小或更大，并且形状可能变得不规则，但仍然保持着代谢活性，且具有毒性。由于vbnc大肠杆菌不可培养，因此大肠杆菌检测的金标准-平板法会漏检vbnc大肠杆菌，低估饮用水中大肠杆菌的数量，一旦人们饮用了大量含有vbnc大肠杆菌的饮用水，在体内复苏并发挥其毒力活性的概率会大大增加，可能会给人类健康带来不可估量的危害。因此，要开发快速高效检测饮用水中vbnc大肠杆菌的方法。
2、目前研究者研制了一系列用于大肠杆菌的检测微流控芯片，例如免疫磁珠分离芯片，液滴检测芯片及数字pcr芯片等，能够准确可靠地定量检测大肠杆菌。但是由于vbnc细菌是环境胁迫下存活的一类细菌，数量相对较少，因此对有效检测样品中vbnc大肠杆菌带来了一定的难度。细菌印迹技术是一种利用分子印迹技术制备的材料，旨在通过特异性地识别和捕获目标细菌，即通过合成聚合物材料，使其具有与目标分子(如细菌)特定结
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片及其应用，从而解决现有技术中无法有效检测饮用水中vbnc大肠杆菌的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：
3、根据本专利技术的第一方面，提供一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片，包括自上而下依次设置的：微流控流道层，其包括：样品进样口、生化反应液进样口、油相进样口、废液口、大肠杆菌捕获腔、液滴观察腔，其中，所述样品进样口通过一样品流道与所述大肠杆菌捕获腔连接，所述生化反应液进样口通过一生化反应液流道与所述大肠杆菌捕获腔连接，所述油相进样口通过油相流道与所述大肠杆菌捕获腔出口处的检测液流道交汇并与一液滴流道连通，所述液滴流道与所述液滴观察腔连接；玻璃碳电极层，所述玻璃碳电极层的尺寸小于所述微流控流道层的尺寸，其表面通过细菌印迹处理形成与所述大肠杆菌捕获腔对应的细菌印迹区，以用于捕获并富集样品中的vbnc大肠杆菌；以及玻璃基底层，所述玻璃基底层的尺寸与所述微流控流道层的尺寸相等，并与所述微流控流道层的液滴观察腔对准，以用于液滴平铺和观察。
4、优选地，所述油相进样口与两根油相流道连接，所述两根油相流道与所述大肠杆菌捕获腔出口处的检测液流道在一个十字口处交汇并与所述液滴流道连通。
5、优选地，所述两根油相流道分别自所述油相进样口向相反方向延伸并于所述十字口处交汇最终形成一个矩形流道，所述矩形流道将样品进样口、生化反应液进样口、大肠杆菌捕获腔环绕在内。
6、优选地，所述大肠杆菌捕获腔和所述液滴观察腔分别在所述微流控流道层的左侧和右侧布置。
7、优选地，所述废液口设置于所述液滴观察腔的末端处。
8、优选地，所述大肠杆菌捕获腔为圆形，所述液滴观察腔为方形。
9、优选地，微流控流道层、玻璃碳电极层、玻璃基底层通过夹具结合螺丝安装固定。
10、优选地，所述玻璃碳电极层的细菌印迹处理包括以下步骤：1)使用前，先用0.05～0.3μm的氧化铝水浆将玻璃碳电极层表面打磨成镜面，然后用水和乙醇进行超声波清洗；2)在含有0.05m吡咯和105cfu/ml vbnc大肠杆菌模板的2ml的0.1m kcl溶液中，通过循环伏安法进行电化学共聚；3)在轻度搅拌下，以50mv/s的扫描速率施加相对于饱和甘汞参比电极的-0.4至+0.7v循环电压，将vbnc大肠杆菌印迹在所述玻璃碳电极层上；4)将制得的改性玻璃碳电极层在静态条件下用5％w/v sds/hac处理4.0小时以去除细菌模板，即可获得一种表面施加有特征细菌印迹区的玻璃碳电极层。
11、根据本专利技术的第二方面，提供一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片在饮用水中vbnc大肠杆菌检测中的应用，实现水质监测。
12、根据本专利技术提供的一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片，主要包括两个组成部分：细菌印迹和液滴检测。首先，细菌印迹部分负责特异性富集饮用水中vbnc大肠杆菌；接着，生成的液滴中可以进行特异性的生化反应，以便检测vbnc大肠杆菌的存在。本专利技术的专利技术点主要在于首次结合了细菌印迹技术和液滴检测技术，提供了对vbnc状态的大肠杆菌的特异性监测，同时微流控技术的使用使得实验操作更为精密和可控。
13、根据本专利技术提供的一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片及其应用，相对于现有技术具有以下有益效果：
14、1)根据本专利技术的微流控流道层的结构设计，不仅在vbnc大肠杆菌分离时具有试剂分隔作用，在后续液滴生化检测时，也只需在油腔中持续注入油相提供压力，即可实现水油有序进入微腔并填充，无需复杂设备如负压泵或离心机驱动液体流动，实现简便半自动化进样。
15、2)将细菌富集及液滴检测集成在一起，能够应用于饮用水中vbnc大肠杆菌的高灵敏检测。
16、3)本专利技术使检测过程中对样本进行培养和对操作人员的专业技能及辅助设备要求极大程度地降低，同时使本专利技术在分子诊断领域具有潜在的应用性。
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1.一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片，其特征在于，包括自上而下依次设置的：
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述油相进样口与两根油相流道连接，所述两根油相流道与所述大肠杆菌捕获腔出口处的检测液流道在一个十字口处交汇并与所述液滴流道连通。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述两根油相流道分别自所述油相进样口向相反方向延伸并于所述十字口处交汇最终形成一个矩形流道，所述矩形流道将样品进样口、生化反应液进样口、大肠杆菌捕获腔环绕在内。
4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述大肠杆菌捕获腔和所述液滴观察腔分别在所述微流控流道层的左侧和右侧布置。
5.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述废液口设置于所述液滴观察腔的末端处。
6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述大肠杆菌捕获腔为圆形，所述液滴观察腔为方形。
7.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，微流控流道层、玻璃碳电极层、玻璃基底层通过夹具结合螺丝安装固定。
8.根据权
9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片在饮用水中VBNC大肠杆菌检测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种集细菌印迹与液滴检测为一体的微流控芯片，其特征在于，包括自上而下依次设置的：
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述油相进样口与两根油相流道连接，所述两根油相流道与所述大肠杆菌捕获腔出口处的检测液流道在一个十字口处交汇并与所述液滴流道连通。
3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述两根油相流道分别自所述油相进样口向相反方向延伸并于所述十字口处交汇最终形成一个矩形流道，所述矩形流道将样品进样口、生化反应液进样口、大肠杆菌捕获腔环绕在内。
4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述大肠杆菌捕获腔和所述液滴观察腔分别在所述微...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙锐，王丽华，冯世伦，胡钧，赵建龙，
申请(专利权)人：祥符实验室，
类型：发明
国别省市：
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