纸基微流控芯片及其制备方法和细菌检测方法技术

本发明专利技术公开了一种纸基微流控芯片及其制备方法和细菌检测方法，纸基微流控芯片包括：聚二甲基硅氧烷容器，聚二甲基硅氧烷容器用于容纳致病细菌样品且包括竖直方向上相对设置的顶部开口和底部出口，以及位于顶部开口和底部出口之间通道上的容纳腔，致病细菌样品经顶部开口进入容纳腔；聚苯乙烯微球，聚苯乙烯微球带有致病细菌样品的适配体且设置于底部出口处，以用于捕获致病细菌样品中的致病细菌，从而分离所述致病细菌样品中的致病细菌和剩余溶液；高吸水性树脂层，高吸水性树脂层用于吸水；以及纸基通道，纸基通道用于运输致病细菌样品且具有入口、出口和位于入口和出口之间的亲水通道；入口与底部出口相连通，高吸水性树脂设置于出口处。树脂设置于出口处。树脂设置于出口处。

【技术实现步骤摘要】
纸基微流控芯片及其制备方法和细菌检测方法


[0001]本专利技术涉及微生物检测
，具体涉及一种纸基微流控芯片及其制备方法和细菌检测方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的发展和人们生活水平的提升，人们对环境安全、食品安全以及快速诊疗等的要求越来越高，针对特定致病菌的快速检测技术成为国内外关注和研究的热点。目前致病菌常用的检测方法有：平板菌落计数法、分子生物学检测技术、基于电化学的生物传感检测技术和分子识别模式的检测技术等，但它们存在耗时长、程序复杂等缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种纸基微流控芯片及其制备方法和细菌检测方法，以有效解决现有的纸基芯片处理样本溶液体积小、免疫磁珠捕获细菌耗时长、操作复杂等问题。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0005]本专利技术提供一种纸基微流控芯片，所述纸基微流控芯片包括：
[0006]聚二甲基硅氧烷容器，所述聚二甲基硅氧烷容器用于容纳致病细菌样品且包括竖直方向上相对设置的顶部开口和底部出口，以及位于所述顶部开口和所述底部出口之间通道上的容纳腔，所述致病细菌样品经所述顶部开口进入所述容纳腔；
[0007]聚苯乙烯微球，所述聚苯乙烯微球带有所述致病细菌样品的适配体且设置于所述底部出口处，以用于捕获所述致病细菌样品中的致病细菌，从而分离所述致病细菌样品中的致病细菌和剩余溶液；
[0008]高吸水性树脂层，所述高吸水性树脂层用于吸水；以及
[0009]纸基通道，所述纸基通道用于运输所述剩余溶液且具有入口、出口和位于所述入口和所述出口之间的亲水通道；所述入口与所述底部出口相连通，所述高吸水性树脂设置于所述出口处；
[0010]所述容纳腔、所述聚苯乙烯微球、所述亲水通道和所述高吸水性树脂层依次相连通，以构成纸基微流控芯片的流体通道。
[0011]可选择地，所述纸基通道的材质为硝酸纤维素纸或玻璃纤维纸或棉质纤维纸。
[0012]可选择地，所述高吸水性树脂层的材质为淀粉接枝丙烯酸盐或接枝丙烯酰胺或羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物。
[0013]可选择地，所述聚二甲基硅氧烷容器还包括围绕所述容纳腔的容器主体，所述容器主体的材质为聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷。
[0014]可选择地，所述容纳腔包括柱状部和锥状部，所述柱状部一端构造为所述顶部开口，另一端与所述锥状部的底面连通，所述锥状部的锥尖构造为所述底部出口。
[0015]可选择地，所述纸基通道还包括疏水壁障，所述疏水壁障位于所述聚二甲基硅氧烷容器和所述亲水通道之间且环绕所述入口设置，以构造为环状结构；
[0016]所述入口的纸基底孔径小于所述聚苯乙烯微球的直径大小。
[0017]可选择地，所述疏水壁障的材质为聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷。
[0018]可选择地，所述改性聚二甲基硅氧烷通过以下方式得到：
[0019]将乙氧基化的聚乙烯亚胺与聚二甲基硅氧烷以质量比例为10:0.08进行混合，时间为3
‑
5分钟，然后将其放置于真空干燥器内抽真空，除去其中的气泡，时间为0.5
‑
1小时，得到所述改性聚二甲基硅氧烷；或者
[0020]将油胺与聚二甲基硅氧烷的混合物以混合比例为10：0.02进行混合，时间为3
‑
5分钟，然后将其放置于真空干燥器内抽真空，除去其中的气泡，时间为0.5
‑
1小时，得到所述改性聚二甲基硅氧烷；或者
[0021]将油酰二乙醇胺与聚二甲基硅氧烷的混合物在混合比例为10：0.6进行混合，时间为3
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5分钟，然后将其放置于真空干燥器内抽真空，除去其中的气泡，时间为0.5
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1小时，得到所述改性聚二甲基硅氧烷。
[0022]本专利技术还提供一种利用上述的纸基微流控芯片的致病细菌的检测方法，所述致病细菌的检测方法包括：
[0023]对致病细菌溶液进行荧光染色操作，得到致病细菌样品；
[0024]将所述致病细菌样品经聚二甲基硅氧烷容器的顶部出口注入至容纳腔中；
[0025]所述致病细菌样品经所述容纳腔到达所述底部出口时，带有所述致病细菌样品的适配体的聚苯乙烯微球捕获所述致病细菌样品中的致病细菌，从而分离所述致病细菌样品中的致病细菌和剩余溶液；
[0026]所述剩余溶液通过纸基通道的亲水通道到达所述纸基通道的出口处，被高吸水性树脂层的高吸水性树脂吸收；
[0027]利用荧光检测仪检测所述带有所述致病细菌样品的适配体的聚苯乙烯微球捕获到的致病细菌的数量，以完成检测。
[0028]本专利技术还提供一种上述的纸基微流控芯片的制备方法，所述纸基微流控芯片的制备方法包括：
[0029]制备聚二甲基硅氧烷容器；
[0030]制备聚苯乙烯微球；
[0031]制备纸基通道；以及
[0032]根据所述聚二甲基硅氧烷容器、所述聚苯乙烯微球和所述纸基通道，生成所述纸基微流控芯片；
[0033]所述制备聚二甲基硅氧烷容器包括：
[0034]利用Solidworks软件绘制聚二甲基硅氧烷容器模型并生成模具；
[0035]配置聚二甲基硅氧烷容器的容器主体的聚二甲基硅氧烷溶液；
[0036]在所述模具中加入所述聚二甲基硅氧烷溶液，之后将放入真空锅除去气泡，再放在加热板上加热固化，脱模后得到聚二甲基硅氧烷阴模，然后对聚二甲基硅氧烷阴模进行熏氟硅烷处理；
[0037]在聚二甲基硅氧烷阴模中先加入聚二甲基硅氧烷溶液，抽真空后放入烘箱100℃固化3分钟，得到固化后的聚二甲基硅氧烷阴模；
[0038]利用质量比为10:0.08的聚二甲基硅氧烷与聚乙氧基乙烯亚胺配置改性聚二甲基
硅氧烷；
[0039]将所述改性聚二甲基硅氧烷加入所述固化后的聚二甲基硅氧烷阴模，抽真空后在100℃的烘箱中加热至完全固化，脱模得到所述聚二甲基硅氧烷容器；
[0040]所述制备聚苯乙烯微球包括：
[0041]活化原始聚苯乙烯微球的羧基：将羧基改性的1
‑
50微米大小重量为100ug的原始聚苯乙烯微球分散在体积为500ul浓度为50mM且Ph值为6.0的4
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吗啉乙磺酸缓冲液中，然后加入体积为70ul浓度为5mg/ml的N
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羟基丁二酰亚胺溶液和体积为20ul浓度为5mg/ml的1
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乙基
‑
(3
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二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺溶液加入微球悬浮液中，在37℃下振荡孵育1小时以达到活化羧基的目的，得到活化后的聚苯乙烯微球；
[0042]在活化后的聚苯乙烯微球上修饰适配体：将活化后的聚苯乙烯微球用超纯水洗涤两次，然后再加入体积为500ul浓度为50mM且Ph值为6.0的4
‑
吗啉乙磺酸缓冲液，将0.8nmol氨基修饰的适体添加到悬浮液中，并在3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纸基微流控芯片，其特征在于，所述纸基微流控芯片包括：聚二甲基硅氧烷容器(1)，所述聚二甲基硅氧烷容器(1)用于容纳致病细菌样品且包括竖直方向上相对设置的顶部开口(11)和底部出口，以及位于所述顶部开口(11)和所述底部出口之间通道上的容纳腔(12)，所述致病细菌样品经所述顶部开口(11)进入所述容纳腔(12)；聚苯乙烯微球(2)，所述聚苯乙烯微球(2)带有所述致病细菌样品的适配体且设置于所述底部出口处，以用于捕获所述致病细菌样品中的致病细菌，从而分离所述致病细菌样品中的致病细菌和剩余溶液；高吸水性树脂层(3)，所述高吸水性树脂层(3)用于吸水；以及纸基通道(4)，所述纸基通道(4)用于运输所述剩余溶液且具有入口(41)、出口(42)和位于所述入口(41)和所述出口(42)之间的亲水通道(43)；所述入口(41)与所述底部出口相连通，所述高吸水性树脂(3)设置于所述出口(42)处；所述容纳腔、所述聚苯乙烯微球(2)、所述亲水通道(43)和所述高吸水性树脂层(3)依次相连通，以构成纸基微流控芯片的流体通道。2.根据权利要求1所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述纸基通道(4)的材质为硝酸纤维素纸或玻璃纤维纸或棉质纤维纸。3.根据权利要求1所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述高吸水性树脂层(3)的材质为淀粉接枝丙烯酸盐或接枝丙烯酰胺或羟乙基纤维素接枝丙烯酰胺聚合物。4.根据权利要求1所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷容器(1)还包括围绕所述容纳腔的容器主体，所述容器主体的材质为聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷。5.根据权利要求1所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述容纳腔(12)包括柱状部(121)和锥状部(122)，所述柱状部(121)一端构造为所述顶部开口(11)，另一端与所述锥状部(122)的底面连通，所述锥状部(122)的锥尖构造为所述底部出口。6.根据权利要求1所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述纸基通道(4)还包括疏水壁障(44)，所述疏水壁障(44)位于所述聚二甲基硅氧烷容器(1)和所述亲水通道(43)之间且环绕所述入口(41)设置，以构造为环状结构；所述入口(41)的纸基底孔径小于所述聚苯乙烯微球(2)的直径大小。7.根据权利要求6所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述疏水壁障(44)的材质为聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷。8.根据权利要求4或7所述的纸基微流控芯片，其特征在于，所述改性聚二甲基硅氧烷通过以下方式得到：将乙氧基化的聚乙烯亚胺与聚二甲基硅氧烷以质量比例为10:0.08进行混合，时间为3
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5分钟，然后将其放置于真空干燥器内抽真空，除去其中的气泡，时间为0.5
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1小时，得到所述改性聚二甲基硅氧烷；或者将油胺与聚二甲基硅氧烷的混合物以混合比例为10：0.02进行混合，时间为3
‑
5分钟，然后将其放置于真空干燥器内抽真空，除去其中的气泡，时间为0.5
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1小时，得到所述改性聚二甲基硅氧烷；或者将油酰二乙醇胺与聚二甲基硅氧烷的混合物在混合比例为10：0.6进行混合，时间为3
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5分钟，然后将其放置于真空干燥器内抽真空，除去其中的气泡，时间为0.5
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1小时，得到所述改性聚二甲基硅氧烷。9.一种利用权利要求1
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8中任意一项所述的纸基微流控芯片的致病细菌的检测方法，其特征在于，所述致病细菌的检测方法包括：对致病细菌溶液进行荧光染色操作，得到致病细菌样品；将所述致病细菌样品经聚二甲基硅氧烷容器的顶部出口(11)注入至容纳腔(12)中；所述致病细菌样品经所述容纳腔(12)到达所述底部出口时，带有所述致病细菌样品的适配体的聚苯乙烯微球捕获所述致病细菌样品中的致病细菌，从而分离所述致病细菌样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：李顺波，祝正山，汪俊菊，陈李，吕自兰，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：