久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

紙基微流控芯片陽極電流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法
【專利摘要】紙基微流控芯片陽極電流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法，先制作紙基微流控芯片，再利用紙基微流控芯片測(cè)定水污染物生物毒性，基于微生物呼吸鏈-對(duì)BQ體系電化學(xué)檢測(cè)原理，在絲網(wǎng)印刷PDMS親水微通道和碳漿三電極系統(tǒng)的紙基微流控芯片上，采用小片纖維素膜導(dǎo)通親水微通道上的疏水閥來控制液流釋放和流動(dòng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)液與細(xì)胞分離、清洗和污染物孵育細(xì)胞等環(huán)節(jié)，從而降低在采用電流信號(hào)檢測(cè)裝置的陽極電流定量測(cè)定污染物毒性時(shí)的干擾，具有質(zhì)量輕、便攜、低成本、一次性分析、所需樣品的體積小、分析速度快，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、野外現(xiàn)場(chǎng)水污染、土壤污染、食品安全以及空間搭載等場(chǎng)合的生物毒性檢測(cè)。
【專利說明】紙基微流控芯片陽極電流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微流控分析應(yīng)用于微生物檢測(cè)污染毒性【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及紙基微流 控芯片陽極電流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微流控芯片作為從九十年代提出的微全分析系統(tǒng)的核心技術(shù)，是當(dāng)前發(fā)展最迅速 的領(lǐng)域之一，而紙質(zhì)微流控芯片是近期發(fā)展起來的一種新的微流控芯片形式。紙基微流控 以色譜紙作為芯片材料，使用光刻、等離子體氧化、噴墨印刷、蠟印刷和打印PDMS等技術(shù)制 作而成（Xu Li，et al.，2012, 6, 1932-1058)。以試紙和側(cè)向流動(dòng)的應(yīng)用為特征的紙基微流 控芯片，由于其便攜、批量印刷、制備工藝簡(jiǎn)單、無需復(fù)雜外圍設(shè)備、可一次性使用、低成本、 樣品和試劑用量小、分析速度快和同時(shí)檢測(cè)多種成份等優(yōu)點(diǎn)，可以促使在家庭、資源匱乏的 偏遠(yuǎn)地區(qū)、野外現(xiàn)場(chǎng)以及空間飛行器等場(chǎng)合使用，當(dāng)然也就適合在消費(fèi)市場(chǎng)迅速普及（Ali Kemal Yetisen, et al.，Lab Chip, 2013, 13, 2210-2251)。多種類型和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合使紙 基微流控芯片在化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)和空間生命科學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊發(fā)展前景。
[0003] 用微生物測(cè)定樣品溶液毒性試驗(yàn)是基于微生物的光學(xué)性質(zhì)（如發(fā)光細(xì)菌）、呼吸 鏈活性（如氧化還原介質(zhì)〇 2和8〇等）或毒物誘導(dǎo)微生物形態(tài)變化等類型的基本原理。 就以細(xì)菌呼吸鏈活性測(cè)量污染物毒性而言，2008年Wang等用凍干大腸桿菌的生物傳感 器經(jīng)復(fù)蘇并加入氧化還原介質(zhì)BQ后，用CellSense軟件記錄傳感器電流（Hong Wang，et al.，Chinese Chemical Letters, 2008, 19, 211-214)，成為 申請(qǐng)人:所見到的最初采用氧化 還原介質(zhì)BQ反映污染物影響大腸桿菌呼吸鏈活性的電化學(xué)方法。Li等采用明膠包埋大腸 桿菌細(xì)胞于玻碳電極表面，仍以BQ作為氧化還原介質(zhì)測(cè)定了混合重金屬離子溶液的生物 毒性（Jiuming Li，et al.，Electrochimica Acta，2013,97,52_57)。Yu 等仍米用 BQ 作為 氧化還原介質(zhì)并與污染物孵育大腸桿菌后，用微玻碳陣列電極測(cè)定反映重金屬離子毒性的 陽極電流（Dengbin Yu, et al·，Analyst, 2013, 138, 3297-3302)。上述三篇 Wang、Li 和 Yu 的文獻(xiàn)，都是基于污染物影響微生物呼吸鏈活性原理，用電化學(xué)方法通過氧化還原介質(zhì)BQ 檢測(cè)污染物毒性。但是，它們都沒有將樣品預(yù)處理和電化學(xué)檢測(cè)兩類不同的操作單元集成 在一個(gè)微流控芯片（特別是廉價(jià)可以批量印刷的紙基微流控芯片）上。實(shí)現(xiàn)這類原理方法 的檢測(cè)過程還涉及細(xì)菌懸浮液離心和細(xì)胞清洗等步驟和相應(yīng)外圍設(shè)備（超聲震蕩器、離心 機(jī)和電化學(xué)工作站等）。因此，若能夠在紙基微流控芯片上實(shí)現(xiàn)樣品預(yù)處理和電化學(xué)檢測(cè)兩 個(gè)單元的恰當(dāng)集成，全面地減少污染物的生物毒性檢測(cè)成本，顯著減少試劑用量和操作時(shí) 間，大幅降低操作難度，這對(duì)基于這類原理檢測(cè)污染物生物毒性在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，具有重 要的現(xiàn)實(shí)意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供紙基微流控芯片陽極電 流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法，基于微生物呼吸鏈-對(duì)BQ體系電化學(xué)檢測(cè)原理，在絲網(wǎng) 印刷PDMS親水微通道和碳漿三電極系統(tǒng)的紙基微流控芯片上，采用小片纖維素膜導(dǎo)通親 水微通道上的疏水閥來控制液流釋放和流動(dòng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)液與細(xì)胞分離、清洗和污染物 孵育細(xì)胞等環(huán)節(jié)，從而降低在采用電流信號(hào)檢測(cè)裝置的陽極電流定量測(cè)定污染物毒性時(shí)的 干擾，克服了傳統(tǒng)方法的缺陷，具有質(zhì)量輕、便攜、低成本、一次性分析、所需樣品的體積小、 分析速度快，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、野外現(xiàn)場(chǎng)水污染、土壤污染、食品安全以及空間搭載等場(chǎng)合 的生物毒性檢測(cè)，從而為在環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)等領(lǐng)域的生物毒性測(cè)定提 供了 一種新類型設(shè)備和新方法。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 紙基微流控芯片陽極電流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法，包括如下步驟，
[0007] 步驟一、先制作紙基微流控芯片
[0008] (1. 1)、先用繪圖軟件設(shè)計(jì)包含對(duì)電極4、工作電極5和參比電極6的三電極，將三 電極加工成第一網(wǎng)板21，在色譜紙22正面用碳漿絲網(wǎng)印刷，烘箱中150°C烘1小時(shí)，得到包 含三電極的色譜紙；
[0009] (1.2)、再用繪圖軟件設(shè)計(jì)包括五個(gè)微通道和進(jìn)樣區(qū)3,五個(gè)微通道為上微通道 13、下微通道15、左微通道14、右第一微通道12、右第二微通道11，以及與右第二微通道11 連通的電化學(xué)檢測(cè)區(qū)7、與上微通道13連通的A廢液區(qū)8、與左微通道14連通的B廢液區(qū) 9、與下微通道15連通的C廢液區(qū)10的微流控芯片構(gòu)型，將微流控芯片構(gòu)型加工成第二網(wǎng) 板23,在包含三電極的色譜紙的背面對(duì)應(yīng)位置用聚二甲基硅氧烷PDMS與正硅酸乙酯TE0S 液態(tài)膠混合物絲網(wǎng)印刷，PDMS與TE0S液態(tài)膠混合物質(zhì)量比8:1，保證三電極對(duì)應(yīng)在電化學(xué) 檢測(cè)區(qū)7,烘箱中75°C烘1小時(shí)；
[0010] (1. 3)、在色譜紙正面的A廢液區(qū)8、B廢液區(qū)9和C廢液區(qū)10以及電化學(xué)檢測(cè)區(qū) 7分別粘貼與對(duì)應(yīng)區(qū)域尺寸相同的吸收墊；
[0011] (1. 4)、再在步驟1. 3所得的色譜紙的背面粘貼硬質(zhì)紙質(zhì)底片2,得到紙基微流控 芯片，將紙基微流控芯片加固、平整，用高密度打孔機(jī)沿紙基微流控芯片上的虛線MN加工 虛線劃痕20,加工虛線劃痕20將紙基微流控芯片三個(gè)廢液區(qū)8、9、10所在的A區(qū)和電化學(xué) 檢測(cè)區(qū)7所在的B區(qū)分開，以便在完成細(xì)胞樣品預(yù)處理后使A區(qū)和B區(qū)容易分離；
[0012] 步驟二、利用紙基微流控芯片測(cè)定水污染物生物毒性
[0013] (2. 1)、在上述紙基微流控芯片的進(jìn)樣區(qū)3滴加培養(yǎng)12小時(shí)的含有大腸桿菌混合 液，用與左疏水閥18尺寸相同的纖維素膜導(dǎo)通親水左微通道14上的左疏水閥18,使得左微 通道14與進(jìn)樣區(qū)3相連通，使培養(yǎng)液沿左微通道14與大腸桿菌細(xì)胞分離；
[0014] (2. 2)、用與上疏水閥17和下疏水閥19尺寸相同的纖維素膜導(dǎo)通親水上微通道13 和下微通道15上的上疏水閥17和下疏水閥19,在上述包含大腸桿菌的紙基微流控芯片進(jìn) 樣區(qū)3滴加中性磷酸鹽緩沖液清洗大腸桿菌兩次，使兩次清洗廢液依次沿上微通道13和下 微通道15與大腸桿菌細(xì)胞分離；
[0015] (2. 3)、再在進(jìn)樣區(qū)3滴加混合液，混合液為濃度1. 25mM的苯醌溶液與已知濃度的 重金屬離子溶液以及中性磷酸鹽緩沖液，三者體積比為5:1:4,并37°C孵育60分鐘反應(yīng)，再 用纖維素膜導(dǎo)通親水右第一微通道12上的右疏水閥16,使反應(yīng)后含氫醌成分的混合液經(jīng) 過親水右第一微通道12和右第二微通道11與細(xì)胞分離進(jìn)入連通三電極的電化學(xué)檢測(cè)區(qū) 7 ；
[0016] (2. 4)、沿紙基微流控芯片上的虛線麗使B區(qū)與A區(qū)分離，把B區(qū)的三電極連接到 外部設(shè)備電流信號(hào)檢測(cè)裝置，記錄陽極電流，根據(jù)電流計(jì)算呼吸鏈活性抑制比：
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 紙基微流控芯片陽極電流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法，其特征在于，包括如下步 驟， 步驟一、先制作紙基微流控芯片 (1. 1)、先用繪圖軟件設(shè)計(jì)包含對(duì)電極⑷、工作電極（5)和參比電極（6)的三電極，將 三電極加工成第一網(wǎng)板（21)，在色譜紙（22)正面用碳漿絲網(wǎng)印刷，烘箱中150°C烘1小時(shí)； 得到包含三電極的色譜紙； (1.2) 、再用繪圖軟件設(shè)計(jì)包括五個(gè)微通道和進(jìn)樣區(qū)（3)，五個(gè)微通道為上微通道 (13)、下微通道（15)、左微通道（14)、右第一微通道（12)、右第二微通道（11)，以及與右第 二微通道（11)連通的電化學(xué)檢測(cè)區(qū)（7)、與上微通道（13)連通的A廢液區(qū)（8)、與左微通 道（14)連通的B廢液區(qū)（9)、與下微通道（15)連通的C廢液區(qū)（10)的微流控芯片構(gòu)型，將 微流控芯片構(gòu)型加工成第二網(wǎng)板（23)，在包含三電極的色譜紙的背面對(duì)應(yīng)位置用聚二甲基 硅氧烷PDMS與正硅酸乙酯TEOS液態(tài)膠混合物絲網(wǎng)印刷，PDMS與TEOS液態(tài)膠混合物質(zhì)量 比8:1，保證三電極對(duì)應(yīng)在電化學(xué)檢測(cè)區(qū)（7)，烘箱中75°C烘1小時(shí)； (1. 3)、在色譜紙正面的A廢液區(qū)（8)、B廢液區(qū)（9)和C廢液區(qū)（10)以及電化學(xué)檢測(cè) 區(qū)（7)分別粘貼與對(duì)應(yīng)區(qū)域尺寸相同的吸收墊； (1. 4)、再在步驟1. 3所得的色譜紙的背面粘貼硬質(zhì)紙質(zhì)底片（2)，得到紙基微流控芯 片，將紙基微流控芯片加固、平整，用高密度打孔機(jī)沿紙基微流控芯片上的虛線MN加工虛 線劃痕（20)，加工虛線劃痕（20)將紙基微流控芯片三個(gè)廢液區(qū)（8、9、10)所在的A區(qū)和電 化學(xué)檢測(cè)區(qū)（7)所在的B區(qū)分開，以便在完成細(xì)胞樣品預(yù)處理后使A區(qū)和B區(qū)容易分離； 步驟二、利用紙基微流控芯片測(cè)定水污染物生物毒性 (2. 1)、在上述紙基微流控芯片的進(jìn)樣區(qū)（3)滴加培養(yǎng)12小時(shí)的含有大腸桿菌混合液， 用與左疏水閥（18)尺寸相同的纖維素膜導(dǎo)通親水左微通道（14)上的左疏水閥（18)，使得 左微通道（14)與進(jìn)樣區(qū)（3)相連通，使培養(yǎng)液沿左微通道（14)與大腸桿菌細(xì)胞分離； (2. 2)、用與上疏水閥（17)和下疏水閥（19)尺寸相同的纖維素膜導(dǎo)通親水上微通道 (13)和下微通道（15)上的上疏水閥（17)和下疏水閥（19)，在上述包含大腸桿菌的紙基微 流控芯片進(jìn)樣區(qū)（3)滴加中性磷酸鹽緩沖液清洗大腸桿菌兩次，使兩次清洗廢液依次沿上 微通道（13)和下微通道（15)與大腸桿菌細(xì)胞分離； (2.3) 、再在進(jìn)樣區(qū)（3)滴加混合液，混合液為濃度1.25mM的苯醌溶液與已知濃度的重 金屬離子溶液以及中性磷酸鹽緩沖液，三者體積比為5:1:4,并37°C孵育60分鐘反應(yīng)，再用 纖維素膜導(dǎo)通親水右第一微通道（12)上的右疏水閥（16)，使反應(yīng)后含氫醌成分的混合液 經(jīng)過親水右第一微通道（12)和右第二微通道（11)與細(xì)胞分離進(jìn)入連通三電極的電化學(xué)檢 測(cè)區(qū)（7); (2. 4)、沿紙基微流控芯片上的虛線MN使B區(qū)與A區(qū)分離，把B區(qū)的三電極連接到外部 設(shè)備電流信號(hào)檢測(cè)裝置，記錄陽極電流，根據(jù)電流計(jì)算呼吸鏈活性抑制比：
式中i和L分別表示水污染物存在與不存在時(shí)所記錄的電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙基微流控芯片陽極電流檢測(cè)水污染物生物毒性的方法，其 特征在于，所述的大腸桿菌混合液中的大腸桿菌能夠用酵母菌、亞硝化單胞菌以及它們的
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK104267073SQ201410392974
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】梁恒, 許朝萍, 楊崢崢, 劉倩, 歐陽良飛, 孫歡, 楊水云, 徐文 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)