一种应用于快速现场高灵敏定量检测的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种定量分析即时检测方法，属于可视化定量分析方法技术领域。
【背景技术】
[0002] 即时诊断是近年来日渐成熟的一项诊断技术。所谓即时诊断（PointofCare Test,POCTest),是指在病人身旁迅速获得检测结果。该技术方便、快捷，不依赖昂贵的实 验仪器设备或者专业的技术人员，亦不需借助复杂的样品处理步骤，依靠简单的设备读出 信号或者通过观测试纸上条纹、斑点等的颜色变化来反映检测结果。除应用于医院、诊所中 迅速获取病人信息外，即时诊断使疫情早期预警、家庭保健防护、贫困地区医疗乃至食物、 水、环境等的现场监测等成为可能。 阳00引微流控忍片（microfluidics)又称微流控忍片实验室或忍片实验室 化油-on-a-chip，L0C)，是指在几平方厘米的忍片上构建化学或生物微型实验室。（林 秉承，秦建华.微流控忍片实验室[M].北京：科学出版社，2006:71-73.)在20世 纪80年代末，Terry团队首次运用了微全分析系统，使用气相层析微型娃忍片对空 气进 分析。(TerryS.C. ,JermanJ.H. ,An邑ellJ.B.A邑aschromatographicair analyzerfabricatedon曰siliconw曰fer[J].ElectronDevices,IEEETransactions on, 1979, 26 (12) : 1880-1886.) 20世纪90年代初，Manz进行了微忍片毛细管电泳的研究，并 首次提出了微全分析系统的概念。（ManzA. ,G;r油erN. ,Wi血erH.M.Minia1:u;rizedtotal chemicalanalysissystems:曰novelconceptforchemicalsensing[J].Sensorsand AeratorsB:Qiemical, 1990, 1 (1) :-244-248.) 2006 年 7 月，化1:ure杂质发表了 一期有 关"忍片实验室"的专辑，重点介绍运一新技术。（林秉承，秦建华.图解微流控忍片实验 室[M].北京：科学出版社，2008:2-3.)微流控忍片凭借其巨大的应用潜力，吸引了众多研 究者的关注。微流控忍片优势如下：（1)装置体积微小，成本低廉；（2)检测效率高，易于进 行阵列等高通量装置的设计和制作；（3)试样消耗量低；(4)使用成本低且与其他技术兼容 性好；(5) -次性便携式分析，操作简便，甚至不需要专业的操作人员。微流控忍片为临床 诊断、环境监测W及食品安全分析中需要的便携式检测和现场实时监测提供了一个广阔的 平台。此外，对于医护人员和医疗设备紧缺的欠发达地区，微流控忍片是低成本、检测迅速 的即时诊断。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有仪器手段复杂、价格昂贵等问题，提出一种快速、廉价、灵敏的可 视化定量分析方法。 阳0化]本发明的技术方案为：
[0006] 一种应用于快速现场高灵敏定量检测的方法，包括如下步骤：
[0007] (1)利用合适的化学、生物方法将样品中的祀标物质标记上酶或纳米颗粒等催化 剂，或是由祀标物质将反应液中的酶或纳米颗粒等催化剂置换出来，获得待测样品液；
[0008] (2)把待测样品液，反应底物液和染料液分别注入甩式忍片对应的储样腔体当中， 加盖密封；所述的甩式忍片具有样品槽、染料槽和底物槽W及一示数通道，所述示数通道上 设刻度；
[0009] (3)甩动忍片，使样品槽中的样品液和底物槽中的反应底物液混合，发生产气反 应，生成气体，推动染料液在示数通道中前进，形成示数可读的染料液柱；
[0010] (4)根据染料液柱长度与标准曲线数据进行对比，实现对样品中祀标物质的定量 检测。 阳011] 其中，步骤（1)中，反应底物液优选为过氧化氨溶液，浓度在ImM~10M。
[0012] 在本发明中，染料液优选为有色食用色素。
[0013] 其中，步骤（2)中，所述的甩式忍片为双层材料键合而成的微流控忍片；其中，下 层设有储样区，桥连通道和示数通道=个部分，所述的储样区包括样品槽、染料槽和底物 槽，每个槽分别设至少一进样口，运=个槽之间设有桥连通道，所述的示数通道一端和染料 槽连通，另一端设出样口；沿示数通道设刻度。
[0014] 其中，示数通道包括串联的若干平行的细管段。
[0015] 其中，忍片还设一压力平衡口，该压力平衡口和储样区的其中一个槽连通。
[0016] 前述的一种应用于快速现场高灵敏定量检测的方法，用于催化剂活性判定的检 巧。，包括如下步骤：（1)将催化剂，过氧化氨和染料分别注入甩式忍片对应的储样腔体当 中，透明胶加盖密封；（2)甩动忍片，使催化剂和过氧化氨混合，发生产气反应，促使甩式忍 片储样腔体气压增大，推动染料液前进，形成示数可读的有色液柱；（3)根据甩式忍片液柱 长度判断催化剂的催化活性。
[0017] 在步骤似中采用到了甩式忍片的制作和前处理方法：
[0018] (1)甩式忍片的设计和制作；
[0019] (2)甩式忍片的疏水化前处理：
[0020] 透明胶预先封住甩式忍片的储样槽注样口，只保留最左侧的注样口和最右侧的出 样口；由注样口注入过量的氣油，使其充满整个甩式忍片的腔体和通道；静置lOmin，将氣 油由储样槽一侧的注样口甩出，氮气吹干；放入60°C烘箱lOmin，使残余氣油完全挥发，取 出待冷却至室溫后备用。
[0021] 在步骤（3)中催化剂的活性检测如下：
[0022] 把含有浓度梯度的不同催化剂样品（20iiL)分别注入各甩式忍片的样品液储样 槽中，再注入20yL的过氧化氨液到反应底物槽中，最后把染料注满染料槽；用透明胶作为 密封盖把储样区的四个入口封住，甩动忍片使催化剂样品和底物过氧化氨混合，室溫静置； 5~lOmin后（视催化剂的活性范围确定检测时间），观测染料液柱最前端的位移示数，通 过位移的长短来判定催化剂活性的强弱，即催化剂浓度的高低，从而实现催化剂活性的可 视化定量检测。
[0023]本发明的优点在于：首先，该方法在设计上符合ASSURED (Martinez A.，Phillips S.，Whitesides G.，et. al.，Diagnostics for the Developing World:Microfluidic Paper-Based Analytical Devices, Analytical Qiemistry[J].2〇10,82.3-10.)的国际标 准，同时它微型便携，检测结果可靠的；其次，PMM微芯片的设计和加工生产及其简便，易 于量产和推广；另外，可通过化ISA及水凝胶联用实验发展更多其它靴标的快速、定量分 析。鉴于成本低廉，检测快速，用户友好w及甩式忍片的广泛可用性，我们提出的催化产气 反应的可视化定量检测方法有可能发展成为公众广泛应用的定量检测工具。
【附图说明】
[0024]图1为甩式忍片结构和反应原理示意图； 阳0巧]图2为甩式忍片实物图；
[00%] 图3为甩式忍片用于催化剂活性的定量检测原理示意图；
[0027] 图4为甩式忍片用于过氧化氨酶的定量检测实物图（左）及工作曲线（右）；
[0028] 图5为甩式忍片用于销纳米颗粒的定量检测实物图（左）及工作曲线（右）；
[0029] 图6为丙締酸亚憐酷胺单体合成路线图；
[0030] 图7为甩式忍片与水凝胶联用定量检测可卡因的原理示意图；
[0031] 图8为甩式忍片与水凝胶联用对可卡因的定量检测实物图（左）及工作曲线 (右）；
[0032] 图9为甩式忍片与ELISA联用定量检测CRP的原理示意图；