微流控紙芯片分析的應用
微流控紙芯片是近幾年發展的一種新型微流控芯片。它用紙張作為基底代替硅、玻璃、高聚物等材料,通過各種加工技術,在紙上加工出具有一定結構的親/疏水微細通道網絡及相關分析器件,構建“紙上微型實驗室”,也稱微流控紙分析器件。自2007年Whitesiders組首次提出μPADs概念后,十年來微流控紙芯片分析技術得到了迅猛發展。
微流控紙芯片已被廣泛應用于健康檢測、環境監測和食品安全控制等不同的領域。
一、臨床診斷
在疾病診療的過程中,早期診斷對于成功治療疾病起著至關重要的作用。紙芯片為早期診斷治療提供一個分析平臺。到目前為止,紙芯片已經用于尿液、唾液以及血液中多種分析物的檢測,如葡萄糖、蛋白質、尿酸、乳酸、亞硝酸根、酮類、膽固醇、DNA等的分析檢測。Whitesides等研制了一種自組裝多功能紙芯片,經指尖刺血供樣品后,實現了全血中的堿性磷酸酶和天冬氨酸氨基轉移酶兩種肝功能酶以及全血清蛋白的快速檢測。
此外Whitesides小組利用SU-8光膠光刻的方法制作孔板型紙芯片,應用于免疫分析測定癌癥標記物。白鵬小組用光刻法制作濾紙微孔板,并在其上負載修飾后的SiO2微球以提高其吸附蛋白質的能力,基于此建立了間接酶聯免疫吸附法測定羊控兔免疫球蛋白的方法。
二、食品質量控制
近年來,食品安全已成為全世界關注的熱點。人們對食品安全檢測技術提出了更高的要求,尤其需要發展快捷、準確且靈敏的檢測方法。紙芯片傳感器在食品安全檢測領域正發揮著重要的作用。
Hossain等研制了一種基于對乙酰膽堿酯酶生物活性抑制原理的側向層析生物紙芯片,用于飲料喝食品中農藥殘留的快速檢測。Nie等通過噴墨打印以及絲網印刷法研制了三電極體系的紙芯片,并以市售的快速血糖儀作為檢測器,快速定量檢測水中的乙醇,其線性檢測范圍0.1~3mM。He等將研制的紙芯片用于血燕中N02 -的快速檢測,檢測結果與離子色譜法相一致。
三、環境監測
環境問題是當今國際社會的普遍問題。重金屬離子污染對人體健康及動植物的生長和生存都有很大危害。Apilux等研制了一種檢測重金屬離子的微流控紙芯片,利用電化學和比色檢測法相結合的二元檢測技術,同時定量檢測工業廢水中金離子和鐵離子含量。
隨著水體污染和富營養化程度的加劇,淡水湖泊發生水華藍藻。Wang等報道了一種基于競爭免疫分析的紙芯片,該紙芯片修飾有碳納米管,采用電化學方法檢測水中的微囊藻毒素,檢測限為0.6ng.ml-1。
作為一種新穎的分析測試微器件,微流控紙芯片在過去的10年中得到了迅速的發展,在紙芯片的加工、紙上微流體的操控、待測物的檢測等方面,取得了一批突破性的成果,而紙芯片在疾病診斷、食品檢測、環境檢測等領域的初步應用成果,已經給人們展示出其巨大的發展前景。
標簽:   微流控 微流控芯片
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