[发明专利]高通量微流控纸芯片即时快速检测多种人体肿瘤标志物

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种能高通量检测样品中多种肿瘤标志物的便携式快速检测微流控纸芯片装置及其与自制胶片电极的结合应用。 

背景技术

血液和组织中的肿瘤标志物的水平为临床癌症筛选和疾病诊断提供了非常重要的信息，因此，如能现场快速即时诊断肿瘤标志物将促进疾病的及时发现与治疗。目前，化学传感器领域中一个非常重要的新领域就是为医学诊断发展一种简单经济实用的传感器。具备简单、经济、快速、信号稳定等性能的传感器装置，使发展中国家及边远地区普及使用医疗保健设备成为可能。为适应临床诊断和即时检测的要求，实验室芯片应运而生，为全球健康及其它应用提供了可能行。实验室芯片的重要性和应用性已被广泛认知，复杂的实验室设备和概念验证也正被进一步的研究。目前市场上已有几种使用无尘技术的商业化芯片产品，但为数不多，这一方面是因为实验室芯片尽管比传统分析设备简单，但仍然没有得到普及，特别是在发展中国家；另一方面大多数的实验室芯片部件是由玻璃、塑料、硅胶原料等构成的通道、泵、阀门等，这些部件复杂且比较昂贵，再次这类产品检测样品所花费的时间比较长。 

为使越来越多的人能够使用即时检测装置，新型传感器需具备以下特征：原材料易得、廉价，有实用可读的分析仪器可供使用。需要注意的是现存的很多临床检测都是使用多孔基质，比如抓绒、过滤膜、丝网等等，这些装置因为体积小，均已被称为实验室芯片。纸通常是由纤维素纤维构成的，数量丰富、价格便宜、可放置时间长，可一次性使用，易于储藏、运输，易于进行化学修饰、并为大众所熟悉。怀特塞得等人第一次描述了构建微流控纸传感器，其中微流控通道是通过光刻胶产生的疏水图案，该微流控纸芯片装置具有以下优点：通过毛吸作用而不需要额外的流动运输装置，只需要很小的样品体积，可以用来过滤或者分离样品，易于焚化处理。有很多经济实用的构建微流控纸芯片的方法已被应用，其中打印是最经济，并最容易进行大量生产的方式之一，而打印中最省时有效的构建纸传感器的则是蜡打印。微流控纸芯片传感器可用比色法和电化学方法来检测，其中电化学免疫传感器之所以引起公众极大的兴趣是由于此法大量生产时成本较低，需样量较少及较高的灵敏度。电化学尤其适合免疫传感器检测因为其整体检测装置已经像市场上现有的血糖仪一样简单微型化，涉及到的丝网印刷电极的生产及使用技术也已非常成熟。此外，纸上电化学呈现出了较好的运行结果；纤维素纤维没有任何扩散阻碍，反而，黏贴在电极表面的浸透的芯片使检测更不易受震动和其它对流的影响。由于肿瘤标志物的特异选择性，同时筛选多种癌症的多通道免疫检测方法迫切需要。这些方法通常使用酶比如辣根过氧化物酶来产生电化学信号。为了能在疾病早期检测更低水平的生物标记物，人们采用了很多信号放大的措施来增强识别电子信号的传输，特别是纳米材料的应用，像金纳米粒子、碳纳米管、金属氧化物、半导体等等。本专利选用碳纳米管为例，因为他们具有抗张强度大、比表面积大、电子传导率高、导热性能好等的优点；碳纳米管生物传感器因其具有现成可用的框架模块，能适用微量检测的小型化设备，以及碳纳米管极好的电子传输特性而被广泛关注并运用；此外，碳纳米管可以固定生物分子并维持它们的生物活性，比如酶反应和识别功能；最重要的是小型化的纳米传感器平台的开发实现了半自动化的一次性样品检测。 

本文第一次在使用碳纳米管的基础上将微流控纸芯片与电化学相结合。将蜡打印微流控纸芯片与丝网印刷电极相结合，构建低成本、一次性使用的碳纳米管电化学微流控纸芯片传感器。在安培免疫检测中采用的多路复用电极避免了串扰和除氧过程，这极大地简化了检测过程。此类传感器通过碳纳米管壳聚糖修饰的纸芯片来捕获抗体，碳纳米管用于加速电子转移速率，放大酶信号以提高传感器的灵敏度。用几种抗原作为实例分析物，超灵敏多路复用免疫传感器展现了极好的分析性能。这种简单、经济、线性范围广、重现性好、灵敏度高的免疫传感器在临床检测不同的肿瘤标志物方面有很好的发展前景。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种诊断监测速度快、灵敏度高、特异性强，现场体外即时多疾病同时诊断监测的多通道微流控纸芯片免疫传感器的制备及检测方法，此方法可以在绝大多数实验室中轻易实现而不需要复杂繁琐的大型设备支持。 

本发明用碳纳米管多通道微流控纸芯片免疫传感器的制造方法，其特征包括以下步骤 

（1）在色谱纸上用蜡打印机打印设计的通道图案，用电子控温仪器对蜡印的色谱纸进行加热，目的是将蜡烤化并使其均匀的渗透到色谱纸的内部，从而在未印蜡的部位形成亲水通道；

（2）选择病人体内的某几种肿瘤标志物作为抗原，并制备与抗原一一对应的抗体；