一種用于瘦肉精類物質(zhì)檢測的高通量微流控芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于食品安全檢測領(lǐng)域，涉及一種用于瘦肉精類物質(zhì)檢測的高通量微流控芯片。該高通量微流控芯片包含不少于三組平行的瘦肉精測定單元，每組瘦肉精測定單元測定一種瘦肉精；每個瘦肉精測定單元由四個模塊構(gòu)成，分別為進(jìn)樣模塊、抗原抗體混合反應(yīng)模塊、光學(xué)檢測模塊以及出樣模塊，一個模塊的出樣端與另一個模塊的進(jìn)樣端相連；進(jìn)樣模塊為Y字形；抗原抗體混合反應(yīng)模塊為蛇形，其長度為5mm-5cm、蛇形的下層有不對稱人字形凹槽結(jié)構(gòu)；檢測模塊為圓形，樣品在該檢測模塊被富集，進(jìn)行光學(xué)檢測；出樣模塊為圓形，反應(yīng)中未結(jié)合的抗原抗體從該出樣模塊流出。本發(fā)明的高通量微流控芯片可以實(shí)現(xiàn)瘦肉精的即時現(xiàn)場高通量可靠檢測。
【專利說明】一種用于瘦肉精類物質(zhì)檢測的高通量微流控芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于食品安全檢測領(lǐng)域，涉及到一種用于瘦肉精類物質(zhì)檢測的高通量微流控芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]瘦肉精是一類能夠促進(jìn)家畜瘦肉生長的飼料添加劑，人們通常稱其為β 2-受體激動劑，常見的有鹽酸克倫特羅、萊克多巴胺、沙丁胺醇等。人類食用含有瘦肉精的肉會對身體引發(fā)一系列的毒副作用，因此，世界大多數(shù)國家都明令禁止使用瘦肉精作為飼料添加劑。
[0003]目前，常用的瘦肉精檢測手段有兩類:(I)膠體金試紙條法；(2)酶聯(lián)免疫吸附法、高效液相色譜-質(zhì)譜法和氣相色譜-質(zhì)譜法等。第一類方法假陽性率很高，第二類方法只能在中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，不能做到即時現(xiàn)場檢測，兩類方法都難于實(shí)現(xiàn)高通量。
[0004]微流控芯片是一種以微米尺度空間內(nèi)的流體操控為主要特征的科學(xué)技術(shù)，具有將生物、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)室的基本功能微縮到一個幾平方厘米芯片上的能力，因此又稱為芯片實(shí)驗(yàn)室。它的基本特征和最大優(yōu)勢是多種單元技術(shù)在微小可控平臺上的靈活組合和規(guī)模集成。
[0005]微流控芯片很可能解決現(xiàn)有瘦肉精檢測技術(shù)的諸多弊端，實(shí)現(xiàn)瘦肉精的即時現(xiàn)場高通量可靠檢測，而國內(nèi)外相關(guān)研究尚處于空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了實(shí)現(xiàn)瘦肉精的即時高通量可靠檢測，本發(fā)明提供了一種能夠同時檢測三種瘦肉精類物質(zhì)的微流控芯片，基于該微流控芯片的瘦肉精檢測快速、準(zhǔn)確、靈敏且陽性率高。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0008]一種用于瘦肉精類物質(zhì)檢測的高通量微流控芯片，該高通量微流控芯片包含不少于三組平行的瘦肉精測定單元，每個瘦肉精測定單元用于測定一種瘦肉精。該高通量微流控芯片的每個瘦肉精測定單元由四個模塊構(gòu)成，分別為進(jìn)樣模塊、抗原抗體混合反應(yīng)模塊、光學(xué)檢測模塊以及出樣模塊，每個模塊的出樣端與另一個模塊的進(jìn)樣端相連。
[0009]進(jìn)樣模塊為Y字形，抗原和抗體分別在流體驅(qū)動力的作用下流入微流控芯片。
[0010]抗原抗體混合反應(yīng)模塊為蛇形,長度為5mm-5cm,下端有不對稱人字形凹槽結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)抗原、抗體混合，使反應(yīng)更充分。
[0011 ] 光學(xué)檢測模塊為圓形，樣品在該檢測模塊被富集，進(jìn)行光學(xué)檢測。
[0012]出樣模塊為圓形，反應(yīng)中未結(jié)合的抗原抗體從該出樣模塊流出。
[0013]所述的抗原抗體混合反應(yīng)模塊中用于的抗原、抗體混合的混合器為混沌混合微混合器或者非混沌混合微混合器。
[0014]所述的高通量微流控芯片的材料為石英、玻璃、硅、PDMS和PMMA。
[0015]本發(fā)明的有益效果:[0016](I)由于采用了微流控芯片，可以實(shí)現(xiàn)瘦肉精的即時現(xiàn)場檢測；
[0017](2)由于采用了免疫反應(yīng)，瘦肉精檢測的靈敏度很高而且很可靠；
[0018](3)在一個芯片上可以完成多個瘦肉精樣品的同時檢測，實(shí)現(xiàn)高通量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是瘦肉精檢測單元的芯片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是用于瘦肉精檢測的高通量微流控芯片。
[0021]圖3是抗原抗體混合反應(yīng)模塊中下層芯片的不對稱人字形凹槽通道設(shè)計圖。
[0022]圖4是豬毛發(fā)樣品中的瘦肉精檢測結(jié)果圖。
[0023]圖中:
[0024]1:進(jìn)樣模塊；
[0025]I1:抗原抗體混合反應(yīng)模塊；
[0026]II1:光學(xué)檢測模塊；
[0027]IV出樣模塊；
[0028]I抗原、抗體部分流入微流控芯片的Y字形進(jìn)樣口 ；
[0029]2抗原、抗體發(fā)生免疫反應(yīng)的蛇形微混合器；
[0030]3樣品富集，進(jìn)行光學(xué)檢測的檢測點(diǎn)；
[0031]4未結(jié)合的抗原、抗體流出微流控芯片的出口點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合技術(shù)方案和說明書附圖具體說明【具體實(shí)施方式】。
[0033]實(shí)施例1
[0034]芯片設(shè)計如圖1所示，使用商品化的帶有負(fù)性SU-8光刻膠的的玻璃材料制作玻璃芯片，步驟包括掩膜的設(shè)計、曝光、顯影、腐蝕、切割、打孔、去膠、清洗、封接等步驟。完成好的玻璃芯片的下層粘有直徑4mm的小磁鐵，起到樣品富集的作用。實(shí)驗(yàn)具體操作過程如下:芯片入口 I流入磁性納米粒子-鹽酸克倫特羅單克隆抗體，所用鹽酸克倫特羅單克隆抗體濃度為8.4mg/mL。入口 2流入拉曼探針-鹽酸克倫特羅包被抗原和待測液，使用的拉曼探針分子為對巰基苯甲酸，鹽酸克倫特羅包被抗原濃度為17mg/mL。在注射泵作用下，將流體打到玻璃芯片內(nèi)，注射泵流速設(shè)置為0.2mL/h。待流體流到抗原抗體混合反應(yīng)模塊時，在含有不對稱人字型凹槽的混沌混合反應(yīng)器(圖3)內(nèi)發(fā)生競爭性免疫反應(yīng)。其中，拉曼探針-鹽酸克倫特羅包被抗原可以和磁性納米粒子-鹽酸克倫特羅單克隆抗體結(jié)合，并在光學(xué)檢測模塊富集，通過結(jié)合物的拉曼信號(圖4)強(qiáng)度確定實(shí)際豬毛提取液中鹽酸克倫特羅的量為10ng/mLo
[0035]實(shí)施例2
[0036]芯片設(shè)計如圖1所示，使用商品化的帶有負(fù)性SU-8光刻膠的的玻璃材料制作玻璃芯片，步驟包括掩膜的設(shè)計、曝光、顯影、腐蝕、切割、打孔、去膠、清洗、封接等步驟。實(shí)驗(yàn)具體操作如下:芯片入口 I流入磁性納米粒子-鹽酸克倫特羅單克隆抗體，所用鹽酸克倫特羅單克隆抗體濃度為8.4mg/mL。入口 2流入熒光探針-鹽酸克倫特羅包被抗原和含鹽酸克倫特羅的實(shí)際豬毛提取液。其中，鹽酸克倫特羅包被抗原濃度為17mg/mL，所用熒光素為發(fā)綠光的異硫氰酸，熒光探針-鹽酸克倫特羅包被抗原的體積和鹽酸克倫特羅豬毛提取液體積相等。在注射泵作用下，將流體打到芯片內(nèi)，注射泵流速設(shè)置為0.2mL/h。待流體流到抗原抗體混合反應(yīng)模塊時，在含有不對稱人字型凹槽的混沌混合反應(yīng)器(圖3)內(nèi)發(fā)生競爭性免疫反應(yīng)。其中，熒光探針-鹽酸克倫特羅包被抗原可以和磁性納米粒子-鹽酸克倫特羅單克隆抗體結(jié)合，并在光學(xué)檢測模塊富集，通過結(jié)合物的熒光信號強(qiáng)度確定實(shí)際豬毛提取液中鹽酸克倫特羅的量為100pg/mL。
【權(quán)利要求】
1.一種用于瘦肉精類物質(zhì)檢測的高通量微流控芯片，其特征在于，該高通量微流控芯片包含不少于三組平行的瘦肉精測定單元，每個瘦肉精測定單元用于測定一種瘦肉精；該高通量微流控芯片的每個瘦肉精測定單元由四個模塊構(gòu)成，分別為進(jìn)樣模塊、抗原抗體混合反應(yīng)模塊、光學(xué)檢測模塊以及出樣模塊，每個模塊的出樣端與另一個模塊的進(jìn)樣端相連；進(jìn)樣模塊為Y字形，抗原和抗體分別在流體驅(qū)動力的作用下流入微流控芯片；抗原抗體混合反應(yīng)模塊為蛇形，其長度為5mm-5cm，下端有不對稱人字形凹槽結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)抗原、抗體混合，使反應(yīng)更充分；光學(xué)檢測模塊為圓形，樣品在該檢測模塊被富集，進(jìn)行光學(xué)檢測；出樣模塊為圓形，反應(yīng)中未結(jié)合的抗原抗體從該出樣模塊流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通量微流控芯片，其特征在于:所述的抗原抗體混合反應(yīng)模塊中用于抗原、抗體混合的混合器為混沛混合微混合器或者非混沛混合微混合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高通量微流控芯片，其特征在于:所述的高通量微流控芯片的材料為石英、玻璃、硅、PDMS和PMMA。
【文檔編號】G01N35/00GK103969461SQ201410200697
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】羅勇, 于曉, 高志剛, 趙偉杰, 林炳承, 田中群 申請人:大連理工大學(xué)