[发明专利]一种用于微囊藻毒素检测的微流控芯片及检测方法

说明书

本发明公开了一种用于微囊藻毒素检测的微流控芯片，包括有机玻璃制成的基片和盖片，所述盖片热键合于所述基片上，所述基片上刻有微流路，所述微流路依次包括试剂1入口、混合通道、试剂2入口、反应通道、检测通道和废液出口，所述混合通道和所述反应通道为蛇形曲折状，所述反应通道内表面经过化学改性并固定有微囊藻毒素抗原。本发明还公开了基于上述微流控芯片的微囊藻毒素检测方法。本发明公开的微流控芯片成本低，芯片可重复利用，而检测方法具有准确高效、快速、检测限低等优点。

技术领域

本发明涉及环境监测设备领域，尤其涉及一种一种用于微囊藻毒素检测的微流控芯片及检测方法。

背景技术

近年来，随着水体污染和富营养化程度的加剧，水体藻类污染的程度也逐年加深，赤潮或水华在全球范围内频繁出现是藻类污染程度加深的直接表现。水华的发生频率和规模也日益严重，不仅地表水和水源水中微囊藻毒素(Microcystins，MCs)含量升高，而且微囊藻毒素还可以在鱼虾体内富集，然后通过食物链在人体内富集，对人类健康造成危害，引起世界性关注。蓝藻水华污染的重要特征就是产毒特征，世界各地50-70％的水华可产生毒素，其中主要产毒蓝藻是鱼腥藻、束丝藻和微囊藻属中某些品系。上述毒素中，微囊藻毒素分布广泛、毒性较大、危害最为严重，因而备受关注。

微囊藻毒素(Microcystins，MCs)是由蓝藻产生的一种单环七肽物质，具有明显的肝细胞毒性，强致癌作用的肝毒素。MCs具有水溶性和耐热性，易溶于甲醇或丙酮，不挥发，抗pH变化和化学性质相当稳定等特性，是在蓝藻水华中分布最广、危害最严重。目前发现的90多种微囊藻毒素中存在含量较多且毒性较大的种类有3种MC-LR、MC-RR和MC-YR。水体中MC对人和动物的饮用

安全以及水生态系统的稳定存在着严重的威胁。目前世界卫生组织规定：饮用水中的MC不得高于1μg/L，我国2006年颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定，饮用水中的MC-LR的浓度不得超过1μg/L。

相关的发明专利200910247559.3公开了一种用于微囊藻毒素快速检测的微流控芯片及其制备方法。采用模塑法以光学透明的聚二甲基硅氧烷等材料，有样品反应微通道层，阀门控制层及基片层构成。芯片内含有样品富集和免疫分析模块，该模块由一个或者几个纳米体积的免疫色谱位分析室组成，每个分析室固定有抗体蛋白或抗原。该芯片村则这操作复杂，检测需要复杂的信号采集模块、微处理器及数据库，也使用了色谱分析方法，检测难度大、速度慢等。

国内外对微囊藻毒素进行检测的技术主要分为生物分析、物理化学和免疫分析三类。生物分析技术主要采用动物实验法和细胞毒性检测法，前者是最早采用的常规毒性分析法，需要消耗较多毒素、灵敏度和专一性都不高，而且无法精确定量，也不能辨别异构体类型等。后者主要利用毒素对细胞的毒性作用进行检测，虽然灵敏度较高，可精确定量但是操作相对繁琐，且处于初步阶段。对于重现性较好的物理化学法，其使用的设备功能单一、体积较大和价格昂贵，便携性和选择性较差。

相对于前两类检测技术，免疫分析法是非常有潜力的一种方法，其专一性强，灵敏度高。它主要利用抗原和抗体的专一、特异性结合的特点对毒素进行定性和定量。常用的免疫检测方法有竞争检测法、间接法、“夹心法”等。免疫分析法使用的商业化试剂盒昂贵，手工操作且比较繁琐，需改进其自动化程度。

有关微囊藻毒素的检测技术朝着连续检测、快速分析、高通量和高度自动化方向发展。而以微流控为基础的微型传感器或分析仪器是未来的发展趋势，与常规分析方法比，微流控芯片技术具有分析速度快，工作效率高、试剂耗量少、系统高度集中、自动化程度高等优点。将微流控芯片与免疫分析联用，不仅提高了抗原与抗体的反应速度，也降低了样品和试剂的消耗量。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种将免疫分析和微流控技术结合，建立一种高效、快速、自动检测水体中微囊藻毒素的方法。

发明内容