[发明专利]一种具有显色检测功能的微流控芯片、修饰方法及其应用

说明书

一种具有显色检测功能的微流控芯片，包括基体和设置在所述基体上的芯片主体，所述芯片主体包括：一第一通道，包括入口端，用于注入样品，和出口端；多个第二通道，多个第二通道的各入口端皆与第一通道的出口端连通，多个第二通道的至少部分内壁上设有羟基磷灰石吸附层、卵蛋白或/和锌离子显色层以及挡板；以及一第三通道，包括入口端和出口端，多个第二通道的各出口端皆与第三通道的入口端连通。本发明还提供了上述微流控芯片的修饰方法及其应用。通过羟基磷灰石、卵蛋白和/或锌离子对该芯片的通道进行共修饰，以在芯片上形成肉眼可辨的玫瑰红色为依据，可用于对锌离子和蛋白质的快速检测。所述方法操作简单、应用范围广、结果直观、方便携带。

技术领域

本发明涉及芯片领域，特别涉及一种具有显色检测功能的微流控芯片、修饰方法及其应用。

背景技术

微流控芯片（Microfluidic chip）是由微通道形成基本结构，并控制流体贯通整个结构，可以集成制样、反应、分离、检测等多种功能，其大小为几平方厘米，或甚至更小，又称为芯片实验室（Lab on a chip）。通过芯片单元的特殊设计和修饰可以实现不同的功能。芯片实验室在提高分析速度、增加分析效率、减少样本和试剂的消耗、排除人为干扰、防止污染和实现自动化等方面具有明显的优势。

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HA），是一种微溶于水的弱碱性磷酸钙盐，具有优良的离子交换性能和吸附能力，对蛋白、大多数重金属离子、阴离子以及有机污染物具有良好的吸附固定作用，是一种具有高生物活性的植入材料，在处理污水过程中不会造成二次污染，在去除废水中重金属离子方面得到了应用。

羟基磷灰石也可作为一种载体和修饰材料，用于生物芯片领域，被用于微流控芯片通道中的加载修饰，从而增强芯片的功能。芯片上的羟基磷灰石层析可以用来富集和纯化病毒，通过在微流控芯片的微柱中填充羟基磷灰石，从而发展成了一种微流控色谱芯片，并成功从病毒和胎牛血清的混合样品中纯化和富集病毒。然而相关研究工作并未涉及羟基磷灰石芯片用于吸附其它物质，如对卵蛋白（OVA）和锌离子的吸附。

锌（Zn）是人体必需的一种微量元素，对人体的生长发育和维持健康起着极其重要的作用。锌被广泛地应用于现代工业，也是一种常见的重金属污染物。在采矿选矿、冶金、电池制造、机器制造、镀锌、仪器仪表生产、有机合成和造纸等生产过程会排放含有大量锌化合物的工业废水，污染土壤和水源，并进一步对动植物产生危害。人体每天对锌的需求量为10～20 mg，而锌的中毒量为80～400 mg。食用过量的锌会引起腹痛、呕吐、腹泻、消化道出血、厌食、倦怠、昏睡等。严重的锌中毒会导致急性腹痛、流涎、唇肿胀、喉头水肿、呕吐、便血等，甚至会引起休克而死亡。为此，对锌离子的鉴定和检测具有一定的研究意义。

目前，尚未有研究讨论羟基磷灰石对锌离子和卵蛋白显色反应的影响，也没有研究涉及微流控芯片平台上锌离子-卵蛋白-羟基磷灰石的显色反应，对于芯片平台上有关材料和试剂的使用量及其相应优化的吸附和检测参数也非相关技术领域人员所显而易见。为此，本申请人基于对上述问题进行深入研究后提出的锌离子和/或卵蛋白对羟基磷灰石修饰的微流控芯片进行修饰具有较大的创新性和广阔的应用前景。

发明内容

基于上述问题和对上述的问题进行深入的研究后，本发明提供了一种具有显色检测功能的微流控芯片，该微流控芯片可用于食品检测、环境监测、生物样品分析、临床医学诊断等领域，以对重金属锌离子和卵蛋白等进行快速检测，采用该芯片进行检测时操作非常简单，应用范围广，结果直观，且便于携带。

为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种具有显色检测功能的微流控芯片，包括基体和设置在所述基体上的芯片主体，所述芯片主体包括：一第一通道，包括入口端，用于注入样品，和出口端；多个第二通道，所述多个第二通道的各入口端皆与所述第一通道的出口端连通，所述多个第二通道的至少部分内壁上设置有羟基磷灰石吸附层；以及一第三通道，包括入口端和出口端，所述多个第二通道的各出口端皆与所述第三通道的入口端连通。