[发明专利]一种用于糖尿病高灵敏度检测的液滴微流控芯片及检测方法

说明书

本发明涉及一种用于糖尿病高灵敏度检测的液滴微流控芯片及检测方法，属于微流控技术领域。所述液滴微流控芯片依次由盖片层20、上流体通道层30、下流体通道层40和基底层50构成；基于上述液滴微流控芯片的糖尿病高灵敏度检测装置，包括高压液相色谱泵2，进样阀3，液滴微流控芯片6，氘灯和卤钨灯光源10，紫外‑可见光光谱仪11和数据处理软件13。本发明提出的该微流控芯片体积小，成本低廉，操作简单，有利于现场实时检测。糖尿病高灵敏度检测方法不仅适用于HbA1c样品的高灵敏度检测，而且适用于多肽、核酸和蛋白质等生物大分子的检测。

技术领域

本发明涉及一种用于糖尿病高灵敏度检测的液滴微流控芯片及检测方法，属于微流控技术领域，也属于医疗设备技术领域。

背景技术

糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病，发病率高，是目前危害人类健康的四大主要疾病之一。长期患糖尿病易引发糖尿病酮症、心血管疾病、神经病变、糖尿病足、糖尿病肾病等并发症，严重威胁人类健康。根据中华医学会糖尿病学分会2013年公布，估计我国有1.39亿糖尿病患者，其中60.7％的糖尿病患者未得到诊断。

多年来，糖尿病诊断都是以血浆葡萄糖水平为标准，包括空腹血糖和口服糖耐量试验2小时血糖值。然而，血糖检测方法易受饮食、运动、药物等因素的影响以及需要特定时间采血，这极大地限制了检测结果的准确性，同时给患者带了不便。2010年，美国糖尿病协会(ADA)明确规定将糖化血红蛋白(HbA1c)作为监测糖尿病血糖控制的“金标准”，其反应2-3个月内平均血糖控制水平，而且不受急性血糖波动的影响，稳定性好，精确度高，无需空腹或特定时间取血。

目前临床实验室中应用的HbA1c检测方法主要有两大类：一类方法基于糖化血红蛋白与非糖化血红蛋白所带的电荷不同，如离子交换层析法、电泳法等方法；另一类方法基于血红蛋白上糖化基团的结构特点，如亲和层析法、离子捕获法和免疫法等。2002年，国际临床化学联合会(IFCC)公布了HbA1c检测的国际标准法，即通过高压液相色谱法与质谱(HPLC-MS)联合检测方法。然而，HPLC-MS联合检测方法需要贵重的仪器以及复杂的操作，使得其在临床推广上存在困难。目前，离子交换HPLC法被认为是分析检测HbA1c的金标准，其测定的是血液中HbA1c占总血红蛋白(Hb)的百分含量。文献[1](M.V.Antunes,2009,Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences,45(4),651-657.)提出了将阳离子交换HPLC法和紫外-可见分光光度法联用作为检测HbA1c的标准化方法。然而，该方法采用商用阳离子交换色谱柱结合柱外检测的方法，导致试剂消耗量较大和分析时间较长，而且色谱柱末端与检测器之间由于管路连接存在较大的死体积，使得被分离的样品组分容易发生扩散和重新混合，从而降低了检测灵敏度。

为了提高检测灵敏度，我们提出了将阳离子交换色谱柱和检测池集成到微流控芯片上，并且在色谱柱末端与检测池之间增加了液滴发生器，该方法不仅避免了管路连接产生的死体积，而且以液滴的方式进行检测避免了样品在色谱柱末端的扩散和重新混合，因此提高了检测灵敏度。此外，检测池的结构设计为Z型，增加了光程，从而进一步提高了检测灵敏度。该液滴微流控芯片不仅适用于HbA1c的高灵敏度检测，也普遍适用于在紫外-可见光波段具有吸收峰的多肽、核酸和蛋白质等生物大分子的检测。

发明内容

为了克服现有技术存在的检测灵敏度较低、检测仪器体积大和操作步骤复杂等方面的不足，本发明提出了一种用于糖尿病高灵敏度检测的液滴微流控芯片，该微流控芯片体积小，成本低廉，操作简单，有利于现场实时检测。此外，本发明还提出了一种糖尿病高灵敏度检测方法，该方法不仅适用于HbA1c样品的高灵敏度检测，而且适用于多肽、核酸和蛋白质等生物大分子的检测。