CN203949878U

CN203949878U - 一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片

Info

Publication number: CN203949878U
Application number: CN201420299668.6U
Authority: CN
Inventors: 刘爱林; 黄辉洪; 陈伟; 林新华
Original assignee: Fujian Medical University
Current assignee: Fujian Medical University
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2024-06-06

Abstract

本实用新型公开一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片，包括纸基芯片、一个样品滴加区域和三个检测区；其结构特点为在纸基芯片的中心设有样品滴加区域；三个检测区分别为乳酸检测区、葡萄糖检测区和尿酸检测区，三个检测区和一个空白对照区分布在样品滴加区域周围，样品滴加区域与三个检测区和一个对照区通过样品流通微通道6相连通。本实用新型基于普通滤纸制作的微流控芯片，结合氧化酶和辣根过氧化物酶的显色体系，可以作为血清样品中葡萄糖、尿酸、乳酸的同时测定。本实用新型结构简便，制作简单，消耗量小，便于携带，易被推广使用。

Description

一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，涉及一种用于血清中葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片。

背景技术

微流控芯片技术 (Microfluidic chip)是将生物或化学样品制备、输送、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块芯片上完成。因其生物试样消耗少，分析速度快，费用低，易于微型化、集成化、便携化等独特优势，已在医学、化学、材料科学及生命科学等领域得到迅猛发展。

已报道的传统微流控芯片材料主要有硅材料、石英和玻璃材料以及高分子聚合物等。作为微流控芯片的新型材料，纸是多孔性、亲水性的纤维，具有成本低廉、操作性强、生物兼容性好、功能性强、后处理简单等特点。利用纸研制的纸基微流控芯片及其应用现已成为微流控芯片技术研究的新领域。纸基微流控芯片可以作为微型化、便携式的现场快速检测（Point-of-care test, POCT）器件，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。

本实用新型基于普通滤纸制作的微流控芯片，结合氧化酶和辣根过氧化物酶的显色体系，提供了一种同时检测葡萄糖、尿酸、乳酸的新方法。

发明内容

本实用新型目的是提出了一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型所述的一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片，包括纸基芯片、一个样品滴加区域和三个检测区；其结构特点为在纸基芯片的中心设有样品滴加区域；三个检测区分别为乳酸检测区、葡萄糖检测区和尿酸检测区，三个检测区和一个空白对照区分布在样品滴加区域周围，样品滴加区域与三个检测区和一个对照区通过样品流通微通道6相连通。

纸基芯片可以是由纸材料制成的，纸材料优选滤纸。

上述的三个检测区和一个空白对照区优选为对称分布在样品滴加区域的四周。

本实用新型的优点为：本实用新型基于普通滤纸制作的微流控芯片，结合氧化酶和辣根过氧化物酶的显色体系，可以作为血清样品中葡萄糖、尿酸、乳酸的同时测定；如：在pH值7.4，由20 mmol/L ABTS、40U/mL HRP、20U/mL GOD构成的ABTS-GOD-HRP葡萄糖显色体系，由50 mmol/L AD、20 U/mL HRP、100 U/mL UAO构成的AD-UAO-HRP尿酸显色体系，由50 mmol/L AT与40 U/mL HRP、50 U/mL UAO构成的AT-LAO-HRP乳酸显色体系的实验优条件下，在葡萄糖检测区、乳酸检测区、尿酸检测区分别滴加0.5 μL相对应的显色体系。在干燥8 min后，再在样品区滴加7 μL经超滤后的血清样品。反应10 min后。显色结果利用扫描仪成像（见图5），再利用Adobe Photoshop软件对检测区域显色进行数据处理，根据实验得出的标准曲线的回归方程计算血清样品中的葡萄糖、尿酸、乳酸含量。本实用新型结构简便，制作简单，消耗量小，便于携带，易被推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为滴加样品区域；2为空白对照区；3为乳酸检测区；4为葡萄糖检测区；5为尿酸检测区；6为样品流通微管道；7为纸片。

图2为不同葡萄糖浓度在纸基芯片显色后的扫描图。

图2-1为图2中的葡萄糖浓度与显色平均强度的关系图。

图3为不同乳酸浓度在纸基芯片显色后的扫描图。

图3-1为图3中的乳酸浓度与显色平均强度的关系图。

图4为不同尿酸浓度在纸基芯片显色后的扫描图。

图4-1为图4中的尿酸浓度与显色平均强度的关系图。

图5为用于血清样品中乳酸、葡萄糖、尿酸同时检测纸基微流控芯片扫描图。

图中：a为乳酸的紫色；b为葡萄糖的蓝绿色；c为尿酸的橙红色；d为空白色。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片，包括纸基芯片、一个样品滴加区域1和三个检测区；其结构特点为在纸基芯片的中心设有样品滴加区域1；三个检测区分别为乳酸检测区3、葡萄糖检测区4和尿酸检测区5，三个检测区和一个空白对照区2分布在样品滴加区域1周围，样品滴加区域1与三个检测区和一个对照区通过样品流通微通道6相连通。

纸基芯片可以是由纸材料制成的纸片7。纸材料优选滤纸。

上述的三个检测区和一个空白对照区2优选为对称分布在样品滴加区域1的四周。

本实用新型所述的一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片，其制作和应用及测试方法可以包括以下5个步骤：

（1）利用矢量作图软件Adobe^® Illustrator绘制好所需的芯片微通道构型，并加工制成镂空的玻璃模型（1为滴加样品区域；2为空白对照区；3为乳酸检测区；4为葡萄糖检测区；5为尿酸检测区；6，样品流通微通道；7，纸材料）；模型的设计为检测区和空白对照区直径为4 mm，加样区直径为5 mm，管道为5 mm×2 mm。

（ 2 ）用油性记号笔顺着镂空模型，在普通定性滤纸上双面绘制各个区域及微通道，绘制前需要用无水乙醇擦拭台面和玻璃模型，并避免被污染。

（ 3 ）葡萄糖、尿酸、乳酸检测液的配制：

1）葡萄糖混合显色剂为20 mmol/L ABTS、40 U/mL HRP、20 U/mL GOD的混合显色底液，具体配制如下：

2,2'-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)铵盐（ABTS）：准确称取0.01097 g，用pH 7.4的PBS缓冲液定溶至10 mL，得20 mmol/L ABTS溶液；

辣根过氧化物酶（HRP）：先将装有HRP的试剂管用水配制成浓度2000 U/mL的储备液，用pH 7.4 PBS稀释至40 U/mL；

葡萄糖氧化酶（GOD）：先将装有GOD的试剂管用水配制成浓度1000 U/mL的储备液，用pH 7.4 PBS稀释至20 U/mL。

ABTS、HRP、GOD按体积5:1:1混合后，使用移液枪吸取0.5μL滴加于葡萄糖检测区域。检测时本区域显蓝绿色。

2）乳酸混合显色剂为50mmol/L AT、40 U/mL HRP、50 U/mL LAO的混合显色底液，具体配制如下：

4-氨基安替吡啉（4-AAP）：准确称取 0.2032 g，用PBS缓冲液定溶至10 mL，得100 mmol/L 4-AAP溶液，置于4℃避光保存备用；

N-乙基-N-(3-磺丙基)-3-甲基苯胺钠盐(TOPS)：准确称取0.2793 g，用PBS缓冲液定溶至10 mL，得100 mmol/L TOPS溶液，置于4℃避光保存备用；

AT即为4-AAP和TOPS按体积1：1混合的溶液；

乳酸氧化酶（LAO）：先将装有LAO的试剂管用水配制成浓度2000 U/mL的储备液，用pH 7.4 PBS稀释至50 U/mL；

AT、HRP、LAO按体积5:1:1混合后，使用移液枪吸取0.5μL滴加于乳酸检测区域。检测时本区域显蓝紫色。

3）尿酸混合显色剂为50mmol/L AD、20 U/mL HRP、100 U/mL UAO的混合显色底液，具体配制如下：

3,5-二氯-2-羟基苯磺酸钠（DHBS）：准确称取0.2650 g，用PBS缓冲液定溶至10 mL，得100 mmol/L DHBS溶液，置于4℃避光保存备用；

AD即为4-AAP和DHBS按体积1：1混合的溶液；

辣根过氧化物酶（HRP）：先将装有HRP的试剂管用水配制成浓度2000 U/mL的储备液，用pH 7.4 PBS稀释至20 U/mL；

尿酸氧化酶（UAO）：先将装有UAO的试剂管用水配制成浓度2000 U/mL的储备液用pH 7.4 PBS稀释至100 U/mL；

AD、HRP、UAO按体积5:1:1混合后，使用移液枪吸取0.5μL滴加于尿酸检测区域。检测时本区域显蓝橙红色。

将各检测区滴加混合显色剂后，干燥8min，并于4 ^◦C冰箱中避光保存备用。

（ 4 ）用移液枪移取7μL样品滴加于样品区，经微通道流通至检测区，反应10min后，根据不同的偶联显色剂显示不同颜色。葡萄糖、乳酸、尿酸分别先蓝绿色、紫色和橙红色。

（ 5 ）后反应10 min后使用扫描仪、相机、手机等获取纸基微流控芯片显色图像，并用Adobe^® Photoshop读取显色平均值。实验数据软件处理时，软件设置图像模式为CMYK颜色，根据显色剂颜色的不同，读取葡萄糖平均强度时使用青色通道，尿酸和乳酸平均强度的选择洋红通道。并对应葡萄糖浓度与平均强度进行作图（见图2、图2-1），尿酸浓度和乳酸浓度分别与平均强度进行作图（见图3、图3-1和图4、图4-1）。

（ 6 ）血清样品中葡萄糖、尿酸、乳酸的同时测定：在pH值7.4，由20 mmol/L ABTS、40U/mL HRP、20U/mL GOD构成的ABTS-GOD-HRP葡萄糖显色体系，由50 mmol/L AD、20 U/mL HRP、100 U/mL UAO构成的AD-UAO-HRP尿酸显色体系，由50 mmol/L AT与40 U/mL HRP、50 U/mL UAO构成的AT-LAO-HRP乳酸显色体系的实验优条件下，在葡萄糖检测区、乳酸检测区、尿酸检测区分别滴加0.5 μL相对应的显色体系。在干燥8 min后，再在样品区滴加7 μL经超滤后的血清样品。反应10 min后。显色结果利用扫描仪成像（见图5），再利用Adobe Photoshop软件对检测区域显色进行数据处理，根据实验得出的标准曲线的回归方程计算血清样品中的葡萄糖、尿酸、乳酸含量。

Claims

1.一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片，包括纸基芯片、一个样品滴加区域（1）和三个检测区；其特征是：在纸基芯片的中心设有样品滴加区域（1）；三个检测区分别为乳酸检测区（3）、葡萄糖检测区（4）和尿酸检测区（5），三个检测区和一个空白对照区分布在样品滴加区域（1）周围，样品滴加区域（1）与三个检测区和一个对照区通过样品流通微通道（6）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片，其特征是：三个检测区和一个空白对照区对称分布在样品滴加区域（1）的四周。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于葡萄糖、尿酸、乳酸同时检测的纸基微流控芯片，其特征是：纸基芯片为由纸材料制成的。