[發明專利]一種芯片在對葡萄糖和尿酸做同時檢測中的應用

有效

• 申請號: 201810127422.3
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108204968B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 章春筍;劉翠玲
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;G01N27/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

本發明公開了一種閉合式多元雙性電極電化學發光芯片及其在多元檢測中的應用，所述的芯片含有報告微通道和支持微通道，陰性驅動電極位于報告微通道中，陽性驅動電極位于支持微通道中；數個閉合式雙性電極橫跨于兩個微通道中；每個閉合式雙性電極，其陰極、陽極到對應的驅動電極的距離之和相等；從而實現多元檢測。本發明的芯片可在一對驅動電極下，實現多個雙性電極上等效果的電化學發光，為實現高通量多元檢測提供應用潛力；可以在同一反應微通道中實現葡萄糖和尿酸同時檢測，為單一芯片上實現多元檢測奠定基礎。

技術領域

本發明屬于微流控芯片制作及傳感分析領域，具體涉及一種閉合式多元雙性電極電化學發光芯片及其在多元檢測中的應用。

背景技術

自20世紀60年代后期以來，雙性電化學逐漸發展成為一門成熟技術，它充分發揮了雙性電極(Bipolar electrode，BPE)的無線特性。驅動電壓施加在一對驅動電極上，當電解質溶液與BPE界面電勢差足夠大時，BPE兩極氧化/還原反應就會被觸發。BPE體系具有如下幾個優點：雙性電極不與外部電源直接接觸；一對驅動電極能同時控制多個工作電極；所需設備簡單、易于操作，無需專業訓練。

BPE可分為開放式BPE(open BPE，O-BPE)和閉合式BPE(closed BPE， C-BPE)。對于O-BPE，BPE陰、陽兩極處于同一個微通道內，電流不僅通過 BPE，還流經溶液。由于很大一部電流都損失在電解質溶液中，O-BPE體系電流效率很低，因而其應用受到了極大限制。而C-BPE體系中BPE陰極和陽極分別處于不同反應溶液中，避免了溶液的交叉污染，同時其電流效率幾乎為100％，使得C-BPE體系只需較低的驅動電壓。另外，還可以通過直接測量C-BPE上電流實現對法拉第反應速率分析。

在過去幾年里，循環伏安法、熒光法、LED發光檢測法、電致變色法、電化學發光(ECL)等已經與C-BPE應用相結合。其中，ECL不僅具有靈敏度高、背景噪聲低、設備廉價以及操作簡單等優點，還可以實現遠距離同時監測BPE 陣列的工作狀態。目前，C-BPE與ECL相結合(即C-BPE-ECL)的微流控芯片已成功用于檢測癌癥生物標志物、癌細胞、三丙胺、過氧化氫(H₂O₂)、多巴胺、抗壞血酸等。

盡管先前報道的C-BPE-ECL微流控芯片都具良好的分析性能，但仍面臨一些問題。比如，這些C-BPE-ECL芯片無法在同一反應微通道中實現多元分析。

申請人的前期工作，即中國專利申請CN106093015A，公開了一種閉合式雙性電極電致化學發光布芯片，該芯片只設計了一個雙性電極，無法實現多元檢測。

發明內容

為了解決現有的閉合式雙性電極電化學發光芯片只含有單個雙性電極無法在同一反應微通道中實現多元檢測的缺陷，本發明的首要目的在于提供一種閉合式的、含有多個雙性電極的芯片，其數個雙性電極橫跨兩個微通道(即支持微通道和報告微通道)，因此能夠實現多元檢測。

本發明的另一目的在于提供上述芯片在多元檢測中的應用，比如在該芯片上可以同時實現對葡萄糖和尿酸的檢測。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種芯片，含有報告微通道(也稱反應微通道)和支持微通道，陰性驅動電極位于報告微通道中，陽性驅動電極位于支持微通道中；數個閉合式雙性電極橫跨于兩個微通道中；每個閉合式雙性電極，其陰極、陽極到對應的驅動電極的距離之和相等；從而實現多元檢測；

所述“對應的”是指，閉合式雙性電極的陰極到陽性驅動電極的距離；陽極的情況以此類推；

所述的閉合式雙性電極，其陽極位于報告微通道中，陰極位于支持微通道中；