[發明專利]功能化紙基微流控芯片檢測試紙及基于該檢測試紙快速檢測蔬菜中農藥殘留的方法及其應用

在審

• 申請號: 202110862444.6
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113504226A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 朱永恒;朱婧旸;沈佳彬;劉海泉;趙勇
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 張潔

本發明公開了一種功能化紙基微流控芯片檢測試紙及基于該檢測試紙快速檢測蔬菜中農藥殘留的方法及其應用，激光刻蝕機雕刻出的紙張置于NATPP溶液中對紙基微流控芯片進行改性，以增加芯片親水性；待測農藥通過與特定試劑在檢測區域反應，產生顏色變化；顏色穩定后利用智能手機進行拍攝，再通過Image J、origin等軟件對圖片顏色進行灰度值提取與數據分析，以建立了一種可對多種農藥殘留進行快速無損檢測的新型紙基比色傳感器，并用于多種農藥殘留的同步定量檢測。本發明具有靈敏度高、穩定性好、制作工藝簡單、成本低、易于集成化等特點。有望實現農藥殘留檢測的自動化或半自動化過程，為實際樣品的現場快速檢測開辟了一個新領域。

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，具體地來說，是涉及一種功能化紙基微流控芯片檢測試紙及基于該檢測試紙快速檢測蔬菜中農藥殘留的方法及其應用。

背景技術

近年來，隨著人們對農產品需求的不斷增大，我國農業生產力得到了充分釋放，農藥作為防止病蟲侵害、調節植物生長的重要化學品，按照化學結構可將農藥分為有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯類、新煙堿類等類型，正廣泛應用在農產品生產當中。為提高蔬菜等農作物產量和經濟效益，農藥常常被過量使用，農藥的濫用和不科學使用不僅直接對農產品、土壤、水源和空氣等造成極大污染，更對人類的健康產生嚴重威脅。長期暴露在有機磷農藥污染的環境中極大程度的危害人體健康，嚴重時會引起中樞神經系統疾病，甚至死亡。目前，農藥殘留超標給農產品的質量安全帶來了巨大的挑戰，人們越來越重視農產品中農藥殘留的檢測，其檢測技術更是日益受到人們的廣泛關注。按照我國目前現有的檢驗標準，食品安全檢測需在有資質的實驗室采用傳統檢測技術進行檢測，如高效液相色譜法(HPLC)，氣相色譜法(GC)，液相色譜-質譜法(HPLC-MS)，氣相色譜-串聯質譜法(GC-MS/MS)等大型儀器分析方法，這些技術雖然具高靈敏度、準確性，但它們前處理復雜，儀器昂貴且需要專業的操作人員進行分析檢測，難以滿足對食品進行現場、實時、快速、便攜化的檢測需要。因此，在面對大量產品檢測需求和食品安全的嚴峻挑戰下。研制出對農產品種農藥殘留快速無損、可在線檢測的技術和方法具有重要意義。

微流控芯片(Microfludic chip)，又稱微全分析系統(Miniaturized totalanalysis systems，μTAS)，是以分析化學為基礎，微機電系統(Micro electromechanicalsystems，MEMS)為依托，將樣品預處理、分離、檢測等過程集成在幾平方厘米的芯片上，依靠表面張力、流體阻力、能量耗散等一系列特殊效果來控制流體流向、縮短反應時間的微型實驗室。相對于現有檢測技術的缺陷，微流控技術具有的高密度微觀結構，實現了樣品預處理和后續分析的小型化、自動化、集成化。與傳統方法相比，微流控技術滿足了即時檢測的需求，且在一定程度克服了培養時間長、前處理復雜的缺點，其具有的小型化、高通量、快速、集成化和消耗少等優點，其主要是由硅、玻璃、石英、有機聚合物和復合材料通過微加工技術制成的，但由于這些材料成本高，對潔凈室設備的嚴格要求，使微流控芯片在生物、化學、醫學等領域的產業化形成了阻礙。

2007年由Whitesides實驗室首次提出了紙基微流控分析體系(microfluidicpaper–based analytical devices，μPADs)，即“紙上微型實驗室”(Lab-on-paper)，一經現世就興起了微分析領域的研究熱潮。作為近幾年飛速發展的一種新型微流控平臺，紙基微流控芯片是以濾紙為基底代替硅、玻璃、高聚物等材料，克服了傳統微流控芯片成本高、無污染的困難，并采用一定的加工技術，在紙基上制備出具有一定結構的親/疏水微細通道網絡及相關分析器件，形成的微流通道通過濾紙本身的毛細作用來控制液體的輸送，進行一步或多步生物化學反應過程，進而完成整個檢測診斷的過程。這種高通量小型化裝置成功將濾紙具有的廉價易得、生物相容性強、制備簡單特點與傳統微流控芯片自動化、集成化的優點相結合，向檢測領域展現出了強大的發展活力，目前已被廣泛的應用于疾病診斷、食品質量安全檢測、環境分析等領域。