CN106770264A - 一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法 - Google Patents

一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，利用氧化钼量子点模拟酶优良的特性，结合纸基微流控芯片技术，及葡萄糖氧化酶对葡萄糖专一性地催化反应，将MoOx QDs‑ABTS‑H2O2 显色体系集成在芯片上反应，通过扫描仪成像和Adobe® Photoshop软件对显色结果数据处理，建立了快速简便、经济准确的葡萄糖检测纸基微流控芯片新方法，并用于血清中葡萄糖的定量分析。可为糖尿病患者血糖浓度的POCT检测产品开发提供科学实验基础，对糖尿病病症快速诊断，治疗评估，预后判断和及时控制病情发展具有较为重要意义。

Description

一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的 方法
技术领域
本发明涉及一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，属于检测技术领域，涉及一种用于血清中葡萄糖检测的微流控芯片。
背景技术
微流控芯片技术（Lab on a Chip）是将实验室的各种功能整合于一块几平方厘米的芯片上，具有多学科、多领域交叉功能，是一间能随身携带的综合性实验室。近年来，随着科学技术的发展，微流控芯片技术已成为一种重要的分析检测工具。纸基微流控芯片因具有成本低廉、操作性强、生物兼容性好、微型化、便携式的现场快速检测优势，将在医学快速诊断、食品安全快速检测以及环境质量快速监控等领域具有巨大潜在应用价值。
葡萄糖含量是衡量新陈代谢能力和监控疾病病情状况的重要指标，尤其是血糖浓度的实时检测对糖尿病患者病情预防、治疗监控和预后评估的重要手段。目前，对葡萄糖含量的检测技术已经日趋成熟。主要方法有高效液相色谱法、分光光度法、临床血糖生化仪等。但这些技术均存在分析速度较慢、成本较高、现场即时检测较难等一定的局限性。因此，建立快速简单、经济准确、现场即时监测的葡萄糖检测方法一直是研究工作者关注的热点。
本发明公开一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，利用氧化钼量子点模拟酶优良的特性，结合纸基微流控芯片技术，及葡萄糖氧化酶对葡萄糖专一性地催化反应，将MoOx QDs-ABTS-H2O2 显色体系集成在纸芯片上反应，建立了快速简便、经济准确的葡萄糖检测纸基微流控芯片新技术，并用于血清中葡萄糖的定量分析。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法。
本发明的目的是这样实现的，所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，其特征在于，该纸微流控芯片以滤纸为基底，通过氧化钼量子点模拟酶比色法来检测葡萄糖。
所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，其特征在于，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生H2O2，利用MoO3、ABTS和H2O2显色体系，实现对葡萄糖的定量检测。
所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)MoOx量子点的合成
将MoS2通过超声，抽滤和水热反应后得到的滤液，即得氧化钼量子点（MoOxQDs）溶液；
（2）葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应
配制一系列浓度的葡萄糖标准溶液，将1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度葡萄糖标准溶液中，室温下酶反应15min后，反应后产生H2O2溶液；
（3）纸微流控芯片的葡萄糖测定
将步骤（2）得到的H2O2溶液滴涂到纸微流控芯片上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2 显色体系集成在纸微流控芯片上反应，用拍照采集颜色变化图像，ImageJ软件对颜色变化的灰度值数据处理，检测葡萄糖。
本发明所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测血清中葡萄糖的方法，包括如下步骤:
取一定量血清标本于超滤管中，10000 rpm离心10 min，除去血清中大分子物质，取离心后的分析液， 1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度血清标准溶液中，室温下酶反应15min后,得到所需的H2O2溶液，将得到的H2O2溶液滴涂到纸微流控芯片上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2显色体系集成在纸微流控芯片上反应，用拍照采集颜色变化图像，ImageJ软件对颜色变化的灰度值数据处理，检测葡萄糖。
所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法或基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测血清中葡萄糖的方法，其特征在于，随着葡萄糖浓度增加，显色体系吸收值逐渐增大，在1mM~20mM范围内，葡萄糖浓度与吸收值（Abs）呈良好的线性相关，线性回归方程为A=2.60744C葡萄糖-3.31536，R2 = 0.99523，检测限为0.9 mmol/L。
具体地说，本发明所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，其使用的纸微流控芯片，以滤纸为基底，通过在芯片上利用氧化钼量子点模拟酶比色法检测葡萄糖。
本发明所述的检测原理：首先，通过葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应产生H2O2溶液，通过滴涂H2O2溶液于纸芯片上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2 显色体系集成在纸芯片上反应，通过颜色变化来检测葡萄糖。
本发明的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，依序包括如下步骤 ：
(1)MoOx量子点的合成
将MoS2通过超声，抽滤和水热反应后得到的滤液，即得氧化钼量子点（MoOxQDs）溶液。
（2）葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应
配制一系列浓度的葡萄糖标准溶液。将1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度葡萄糖标准溶液中，室温下酶反应15min后,得到所需的H2O2溶液。
（3）纸芯片的葡萄糖测定
将步骤（2）得到的H2O2溶液滴涂H2O2溶液于纸芯片上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2 显色体系集成在纸芯片上反应，用拍照采集颜色变化图像，ImageJ软件对颜色变化的灰度值数据处理，检测葡萄糖。
(4)血清中葡萄糖的测定
取一定量血清标本于超滤管中，10000 rpm离心10 min，除去血清中大分子物质，取离心后的分析液， 将1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度血清分析液中，室温下酶反应15min后,得到所需的H2O2溶液，同理步骤（3）进行检测。
本发明优点:
纸芯片具有易加工、低成本、微型化、便携化的独特优势。
新型过氧化物模拟酶（MoOx QDs）稳定、高效、绿色环保。
附图说明
图1为本发明的一种基于纸芯片的氧化钼量子点模拟酶比色法检测葡萄糖的工作原理图。
图2为本发明基于纸芯片的氧化钼量子点模拟酶比色法检测葡萄糖线性关系图。
图3为本发明基于纸芯片的氧化钼量子点模拟酶比色法检测血清中葡萄糖的线性关系图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示， 本发明所述的基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法原理：通过葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应产生H2O2溶液，通过滴涂H2O2溶液于纸微流控芯片（优选滤纸）上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2 显色体系集成在芯片上反应，通过颜色变化来检测葡萄糖。ABTS指2 ,2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐。
实施例1：
一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法步骤如下：
(1)MoOx量子点的合成
称取0.03 g MoS2，加入65℃去离子水200 mL，持续超声17小时，再用0.22 µm的微孔滤膜抽滤，收集滤饼；再将产物溶于30 mL去离子水中，在200 ℃水热反应12小时。自然冷却后，抽滤，收集滤液，即得氧化钼量子点（MoOxQDs）溶液。
(2)葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应
配制一系列浓度的葡萄糖标准溶液。将1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度葡萄糖标准溶液中，室温下酶反应15min后,得到所需的H2O2溶液。
（3）纸微流控芯片的葡萄糖测定
在纸微流控芯片上依次滴加6μL PB 缓冲液(20 mmol/L，pH 6.0) 中依次加入2μLMoO3、1μL ABTS（10-3 mol/L）和1μL一系列H2O2标准液，浓度为10-6 、5×10-6 、10-5、5×10-4、10-4、5×10-3、10-3、5×10-2、10-2mol/L，在暗箱里控制相同的光照条件和温度，反应10min中后用单反相机拍照成像，将得到的图像用ImageJ软件读取显色区域的灰度值，根据实验组与对照组的灰度值差，得到显色平均强度，从而进行定量分析。
如图2所示，随着葡萄糖浓度增加，显色体系吸收值逐渐增大。在1mM~20mM范围内，葡萄糖浓度与吸收值（Abs）呈良好的线性相关，线性回归方程为A=2.60744C葡萄糖-3.31536，R2 = 0.99523，检测限为0.9 mmol/L。
实施例2：
一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法步骤如下：
取一定量血清标本于超滤管中，10000 rpm离心10 min，除去血清中大分子物质，取离心后的分析液，1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度血清分析液中，室温下酶反应15min后,得到所需的H2O2溶液，涂H2O2溶液于纸微流控芯片上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2 显色体系集成在纸微流控芯片上反应，用拍照采集颜色变化图像，ImageJ软件对颜色变化的灰度值数据处理，检测葡萄糖。
如图3所示，在1.3mM~20mM范围内，血清葡萄糖浓度与吸收值（Abs）呈良好的线性相关，线性回归方程为A= 1.08102C葡萄糖+17.1373，R2 = 0.99868，检测限为1.1mmol/L。

Claims (5)

1.一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，其特征在于，该纸微流控芯片以滤纸为基底，通过氧化钼量子点模拟酶比色法来检测葡萄糖。
2.如权利要求1所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，其特征在于，葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生H2O2，利用MoO3、ABTS和H2O2显色体系，实现对葡萄糖的定量检测。
3.如权利要求1所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)MoOx量子点的合成
将MoS2通过超声，抽滤和水热反应后得到的滤液，即得氧化钼量子点（MoOxQDs）溶液；
（2）葡萄糖氧化酶与葡萄糖反应
配制一系列浓度的葡萄糖标准溶液，将1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度葡萄糖标准溶液中，室温下酶反应15min后，反应后产生H2O2溶液；
（3）纸微流控芯片的葡萄糖测定
将步骤（2）得到的H2O2溶液滴涂到纸微流控芯片上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2 显色体系集成在纸微流控芯片上反应，用拍照采集颜色变化图像，ImageJ软件对颜色变化的灰度值数据处理，检测葡萄糖。
4.一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测血清中葡萄糖的方法，包括如下步骤:
取一定量血清标本于超滤管中，10000 rpm离心10 min，除去血清中大分子物质，取离心后的分析液， 1.25U葡萄糖氧化酶加入到不同浓度血清标准溶液中，室温下酶反应15min后,得到所需的H2O2溶液，将得到的H2O2溶液滴涂到纸微流控芯片上，使MoOx QDs-ABTS-H2O2显色体系集成在纸微流控芯片上反应，用拍照采集颜色变化图像，ImageJ软件对颜色变化的灰度值数据处理，检测葡萄糖。
5.如权利要求1或2或3所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测葡萄糖的方法或如权利要求4所述的一种基于纸微流控芯片的纳米氧化钼模拟酶检测血清中葡萄糖的方法，其特征在于，随着葡萄糖浓度增加，显色体系吸收值逐渐增大，在1mM~20mM范围内，葡萄糖浓度与吸收值（Abs）呈良好的线性相关，线性回归方程为A=2.60744C葡萄糖-3.31536，R2 = 0.99523，检测限为0.9 mmol/L。
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