[发明专利]一种3D集成纸芯片及可视化快速定量检测靶标方法

权利要求书

1.一种3D集成快速可视化定量检测纸芯片，包括：

一底板，底板上设有反应区，反应区加有底物和信号放大分子；检测区，其连接反应区，所述的检测区涂有显色底物，

位于上层的上下两面悬空的样品区，所述的样品区的滤纸孔径小于修饰有DNA-底物酶的微球的直径；所述的样品区在受压后底部能够和反应区接触；

利用微球和滤纸孔径大小的差异，实现被释放的信号放大探针和固定在微球表面探针的分离；再通过折叠3D纸芯片，实现探针的转移，进而触发酶的级联反应，最终通过显色底物以距离作为信号输出方式。

2.如权利要求1所述的一种3D集成快速可视化定量检测纸芯片，其特征在于：样品区、反应区、检测区为亲水区，其余区域为疏水区。

3.如权利要求1所述的一种3D集成快速可视化定量检测纸芯片，其特征在于：所述的底物包括蔗糖，所述的信号放大分子包括葡萄糖氧化酶、辣根过氧化物酶；所述的显色底物包括DAB。

4.如权利要求1所述的一种3D集成快速可视化定量检测纸芯片，其特征在于：所述的纸芯片，在平面状态，包括底板(1)，其一侧设延伸板(2)，一支撑板(3)设于底板(1)和延伸边(2)的交界处，一样品板(4)设于支撑板(3)朝向底板(1)的一侧；

在使用状态，延伸板(2)向上弯折，形成水平部(2-1)和竖直部(2-2)；支撑板(3)同样弯折形成水平部和竖直部，样品板(4)一端和支撑板(3)的竖直部连接，其余部分悬空；

样品板(4)设有样品区(5)，底板(1)上设有反应区(6)和检测区(7)，反应区(6)设于检测区(7)的一端，且样品区(5)受压后底部能够接触反应区(6)。

5.如权利要求4所述的一种3D集成快速可视化定量检测纸芯片，其特征在于：检测区(7)的侧面设刻度(8)。

6.一种基于3D集成纸芯片的可视化快速定量检测方法，采用权利要求1或2或3或4所述的纸芯片，包括以下几个步骤：

(1)根据靶标选择相应的核酸适体，并合成可以和核酸适体的前面部分序列互补的修饰有巯基的DNA链(SH-DNA)，以及和核酸适体的后面部分序列互补的修饰有生物素的DNA链(biotin-DNA)；

(2)将SH-DNA和特定酶偶联，形成DNA-酶复合物，并将DNA-酶复合物、biotin-DNA以及相应的核酸适体混合孵育，形成三链杂交结构；

(3)将DNA杂交结构通过生物素和链霉亲和素的相互作用固定到修饰有链霉亲和素的微球表面，形成DNA-酶功能化微球；

(4)检测前，向3D纸芯片的下层反应区加入特定酶和底物，在距离指示区上涂抹产生条带的底物，向上层加样区加DNA-酶功能化微球，以及含靶标的样品溶液；

(5)加完样品后，将纸芯片倒扣以使靶标和核酸适体充分识别结合，然后正置纸芯片，含有从微球表面游离的探针溶液在重力的作用下渗透至加样区的背面，然后通过折叠3D纸芯片使上下层接触，将探针转移至下层检测区，从而触发酶的级联反应，最后产生条带；

(6)根据纸芯片检测区条带的长度，建立工作曲线，从而实现对靶标的可视化定量检测。

7.如权利要求6所述的一种基于3D集成纸芯片的可视化快速定量检测方法，其特征在于：所述的识别包括，利用具有特异性识别功能的分子对所述靶标进行识别或标记，并通过将该识别分子将信号放大分子或粒子引入检测体系中。

8.如权利要求6所述的一种基于3D集成纸芯片的可视化快速定量检测方法，其特征在于：利用微球和滤纸孔径大小的差异，实现被释放的信号放大探针和固定在微球表面探针的分离，并通过折叠3D纸芯片装置，实现探针的转移；其中，微球包括任何表面可修饰并且孔径大于纸的孔径的微球。

9.如权利要求6所述的一种基于3D集成纸芯片的可视化快速定量检测方法，其特征在于：所述探针上偶联有能够催化底物产生能作为底物参与多种酶的级联反应的信号放大分子。

10.如权利要求6所述的一种基于3D集成纸芯片的可视化快速定量检测方法，其特征在于：所述的距离信号，包括任何参与反应后产生能够用长度来度量的信号。