[发明专利]一种选择性检测微生物的微流控芯片、装置和方法

说明书

本发明涉及一种选择性检测微生物的微流控芯片、装置和方法。所述微流控芯片包括从上至下依次设置的加样孔层、检测孔和通道层、以及基底层；所述检测孔和通道层上设置有以辐射状排布的多个通道，所述多个通道的末端均设置有检测孔；所述检测孔中预埋有用于选择性检测微生物的试剂的冻干粉末。本发明所提供的微流控芯片设置有多个针对不同种类目标微生物的检测孔，可对不同微生物的同时检测。利用含有所述微流控芯片的装置及方法可实现对多种特定微生物的快速选择性检测，可极大地简化操作步骤，且所述装置具有便携性。

技术领域

本发明属于微生物检测技术领域，具体涉及一种选择性检测微生物的微流控芯片、装置和方法。

背景技术

由微生物感染引发的传染病给全球食品安全和公共卫生带来重大风险，已成为全球关注的主要问题。对微生物污染进行及时监测和控制是食品卫生行业的重要任务。

基于三磷酸腺苷(ATP)的生物发光方法已被广泛用于食品工业和环境检查中，用于监测和评估各种环境表面的清洁度。ATP是一种在活细胞中发现的分子，在荧光素酶、荧光素、镁离子和氧气存在的条件下能够产生生物发光信号，且产生的发光信号与裂解细菌释放的ATP量成正比。通常来说，每种细菌中含有的ATP的含量又是相对恒定的，因此产生的发光信号与样品中细菌的浓度成正比。

基于ATP生物发光法检测微生物与传统的基于培养法检测微生物相比，具有简单、快速等优点。然而，该方法在特定细菌的选择性检测和定量方面的应用有限，因为它无法对不同种类的细菌进行区分，也无法区分所测ATP来自有益或有害细菌。因此，目前用于测量ATP水平的方法不能提供用于识别目标细菌的详细信息，无法正确评估微生物风险。

微流控芯片因具有体积小、试剂用量小、操作简便等特点，近年来在快速检测领域得到了广泛的关注。此外，微流控芯片的高通量有助于实现样品中多种微生物的同时检测，可极大地降低检测成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，在基于ATP生物发光的检测原理的基础上，提供了一种选择性检测微生物的微流控芯片、装置和方法。利用含有所述选择性检测微生物的微流控芯片的装置及方法可实现对特定微生物的选择性检测，也可实现对待测样品基质中存在的ATP与微生物内的ATP进行区分。

为此，本发明第一方面提供了一种选择性检测微生物的微流控芯片，其包括从上至下依次设置的加样孔层、检测孔和通道层、以及基底层；

所述检测孔和通道层上设置有以辐射状排布的多个通道，所述多个通道的末端均设置有检测孔；所述检测孔中预埋有用于选择性检测微生物的试剂的冻干粉末；

所述加样孔层上设置有加样孔，所述加样孔用于将待测样品通过所述加样孔注入到所述检测孔和通道层上的各通道中，并进一步进入到各检测孔中。

本发明中，由于检测孔设置在通道的末端，因此所述检测孔的个数和所述通道的个数相同。

在本发明的一些实施方式中，所述检测孔的个数为多个，可实现对待测样品中的多种微生物进行同时测定。

在本发明的一些实施方式中，所述检测孔的个数为3个以上；进一步优选地，所述检测孔的个数为4～11个。

在本发明的一些具体实施方式中，所述检测孔包括一个阳性对照孔、一个阴性对照孔以及若干个(例如，1～9个)不同种类目标微生物的检测孔。

本发明对检测孔的个数没有明确限定，其个数可以为11个，甚至更多。在本发明的一些具体实施方式中，所述检测孔的个数为11个，其中1、2、3、4、6、7、8、9孔为实验孔，分别预埋有冻干的不同种类抗体包被的光热转换纳米材料(如，金纳米棒)和ATP生物发光底物，对应检测不同的目标微生物；10孔为阴性对照孔，预埋有无抗体包被的光热转换纳米材料(如，金纳米棒)和ATP生物发光底物；11孔为阳性对照孔，预埋细菌裂解试剂和ATP生物发光底物。