[發明專利]紙芯片、其制備方法及生物分子的檢測方法

有效

• 申請號: 201410040579.4
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN104807987B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 劉志洪;何夢媛;吳正俊;楊利
• 申請（專利權）人: 廣州陽普醫療科技股份有限公司
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53;G01N21/64
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于紙芯片技術領域，尤其涉及一種紙芯片、其制備方法及生物分子的檢測方法。

背景技術

紙芯片是whitesides課題組于2007年提出的一種滿足POCT診斷平臺發展要求的器件，具有價格低廉、可便攜式、生物相容性好、簡單快速、試劑消耗量小和設計靈活的等點，極有潛力發展成為一種新型廉價的檢測平臺，給發展中國家以及偏遠地區提供原本無法獲得的醫療診斷及健康監測，對個性化醫療的普及化起到巨大的推動作用。

紙芯片的制作方法有很多，常見的方法主要包括光刻法、石蠟打印法、平版印刷法、繪圖法、噴墨打印法、等離子體蝕刻法和切割法等。到目前為止紙芯片的制作方法已經日趨成熟，研究的重點轉移到利用紙芯片進行生物檢測上來。目前紙芯片上的分析檢測文獻還大多數還停留在對小分子的檢測上，例如葡萄糖、尿酸、乳酸和NADH等，關于生物大分子的檢測相對較少。2012年，whiteside課題組將紙芯片做成器件用于肝類疾病指示物的檢測，他們同時檢測了堿性磷酸酶、天冬氨酸轉氨酶和總血清蛋白。該器件將樣品前處理和分析檢測結合于一體，器件中的濾膜可以直接過濾掉血紅細胞，實現全血的直接檢測，但是該器件的檢測靈敏度很低，需進一步研究才能用于實際應用。Lei Ge課題組利用三維紙芯片構建了基于電化學發光免疫檢測的器件，同時實現了AFP、CA125、CA199、CEA四種腫瘤標志物的檢測，但在實際應用方面還是存在一定局限性。Krull課題組將量子點應用于紙芯片中，實現了固相DNA雜交的檢測，同時利用量子點多色發射的特點，建立了紙芯片上檢測DNA雜交的比例型傳感器，提高了檢測靈敏度。Algar課題組同樣利用量子點與紙芯片技術的結合在5-60min內實現水解酶活性的檢測，檢測限可以達到1-2nM。

但是，這些方法都存在一定的缺陷：

（1）紙芯片上生物大分子的檢測通常是利用酶聯免疫反應進行檢測，需要進行洗滌分離等，操作繁瑣、耗時，同時，酶聯免疫過程還需要使用抗原抗體等蛋白，價格昂貴，檢測成本高；

（2）紙張基底中的添加劑會產生相當高的背景信號，目前紙芯片上的熒光檢測方法無法避免這一缺陷，限制其靈敏度的提高；

（3）量子點具有一定的毒性，不適宜用于臨床醫學分析，限制了量子點在開發紙芯片方法中的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紙芯片、紙芯片的制備方法及生物分子的檢測方法，本發明提供的紙芯片用于生物分子的檢測時，反應速度快、檢測成本低、靈敏度較高。

本發明提供了一種紙芯片，包括紙基材料、熒光供體和熒光猝滅劑；其中，所述紙基材料上設置有檢測區；所述熒光供體材料固定在所述紙基材料檢測區內，所述熒光供體材料包括上轉換熒光納米材料和標記在所述上轉換熒光納米材料上的表面標記物；

所述熒光猝滅劑包括有機染料或熒光受體。

優選的，所述有機染料標記在所述表面標記物上。

優選的，所述熒光供體材料中，所述上轉換熒光納米材料具有式（I）所示的原子比：

NaYF₄：Yb，Ln（I）；

其中，Ln為Er、Tm或Ho。

優選的，所述熒光供體材料中，所述上轉換熒光納米材料的粒徑為30nm～100nm。

優選的，所述表面標記物為單鏈核酸、蛋白質或多肽。

優選的，所述有機染料為羅丹明、BHQ、Cy3、Cy5或熒光素。

優選的，所述熒光受體為層狀氧化石墨烯或氧化碳球。

優選的，所述紙基材料為辦公室用打印紙。

優選的，所述檢測區通過直接在辦公室用打印紙上打印圖案形成。

本發明還提供了一種紙芯片的制備方法，包括：

在紙基材料上形成檢測區；

向所述檢測區內加入熒光供體材料溶液，所述熒光供體材料包括上轉換熒光納米材料和標記在所述上轉換熒光納米材料上的表面標記物；

去除所述熒光供體材料溶液中的溶劑，得到固定有熒光供體材料的紙基材料；

所述固定有熒光供體材料的紙基材料與熒光猝滅劑形成紙芯片；

所述熒光猝滅劑包括有機染料或熒光受體。

優選的，所述紙基材料為辦公室用打印紙。

優選的，所述在紙基材料上形成檢測區的具體方法包括：

用含疏水性物質的油墨在辦公室用打印紙上打印圖案，在辦公室用打印紙上形成檢測區。

本發明還提供了一種生物分子的檢測方法，包括以下步驟：