三碳电极电致化学发光布基微流控芯片及其制法和用图
【技术领域】
[0001]本发明属于微流控分析领域，具体涉及一种三碳电极电致化学发光布基微流控芯片及其制法和用途。
【背景技术】
[0002]2011年以来，微流控布基分析装置(或称为布基微流控芯片)得到一定程度的发展。相比于早些时候发展起来的微流控纸基分析装置，布基微流控芯片具有如下几个鲜明的优点:(1)布材料价格很低廉，几乎能生产于世界上每个地方，属于可再生、可循环资源；
[2]反应试剂等生化材料易于通过涂层、印染或者浸染等方式对布材料进行改性；(3)布能用来过滤或者分离样品；(4)布是一种生物可降解材料，可直接抛弃，或者通过焚烧方式进行安全处理；(5)布材料弹性好、机械强度大、耐用，而且具有良好的“湿强”；(6)布材料具有良好的多孔毛细特性，无需任何外界泵就能执行侧向流测试，且能获得纸材料无可比拟的吸液速度。
[0003]目前，用于布基微流控芯片的检测方法比较少，已报道的有比色分析法、电化学分析法和化学发光分析法。
[0004]比色分析法是布基微流控芯片检测中较为常用的一种分析方法。Bhandari等人(Lab Chip, 2011, 11:2493-2499)和 Bagherbaigi 等人(Anal.Methods, 2014, 6:7175-7180)将布基微流控芯片比色分析用于免疫检测；Baysal等人将布基微流控芯片比色分析用于过氧化氢检测(Sens.Actuators B-Chem., 2015, 208:475-484) ；Nilghaz 等人(Lab Chip,2012，12:209-218 ；Microfluid.Nanofluid., 2015, DO1:10.1007/sl0404-015-1545-9)以及 Zhang 等人(Lab Chip, 2015，15:1598-1608)分别将比色分析法与布基微流控芯片相结合实现葡萄糖和蛋白质检测；Baysal等人将布基微流控芯片比色分析法用于检测 PBS 中乳酸(Text.Res.J.，2014，84:1729-1741 ；Appl.Mech.Mat.，2014，490-491:274-279)。比色分析法操作相对简单，一般通过照相机或扫描仪来记录颜色强度，并经过相关软件将颜色强度变成灰度值来定量待测样品。
[0005]最近，Malon等人在布基微流控芯片上采用循环伏安法检测唾液中乳酸(Analyst, 2014，139，3009-3016)，电化学分析法具有微小化、信号稳定以及检测限低等优点。
[0006]另外，Zhang等人最近开发出一种布基微流控芯片化学发光分析法，并成功用于肉制品中过氧化氢的检测，取得了较为满意的结果(B1sens.B1electron.，2015, 72，114-120)。该分析技术无需外界光源，仪器设备简单，且具备高灵敏度，低背景信号以及高信噪比等优点。
[0007]电致化学发光是电化学和化学发光结合的产物。电致化学发光是在黑暗中进行，相比于比色分析法，背景信号低甚至接近零。相比于化学发光分析法，电致化学发光不仅具备高灵敏度和宽线性范围，而且可以通过电压对反应时间和空间进行灵活控制。相比于电化学分析法，电致化学发光也常常具有信号生成迅速快、采集的光信号可用光电倍增管等方式放大、检测动态范围宽且灵敏度高等优点。然而，到目前为止，电致化学发光分析法与布基微流控芯片相结合的传感方法还没有被报道过。
【发明内容】
[0008]本发明的首要目的在于提供一种三碳电极电致化学发光布基微流控芯片的制备方法，其芯片加工和电极制备简单、廉价和环保。
[0009]本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的三碳电极电致化学发光的布基微流控芯片，该芯片结合了三电极电化学、化学发光以及布基微流控芯片各自技术的优势，其芯片衬底和电极材料的价格极其低廉。
[0010]本发明的再一目的在于提供上述的三碳电极电致化学发光的布基微流控芯片在成像传感中的应用，该芯片所要求仪器设备价格便宜、操作简单、可便携。
[0011]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0012]一种三碳电极电致化学发光布基微流控芯片的制备方法，包括以下步骤:
[0013](I)使用绘图软件设计反应池形状和电极图案，然后制成反应池网板和电极网板；反应池形状如说明书附图1所示；电极图案如说明书附图2所示，电极为三碳电极，包括工作电极、对电极和参比电极；
[0014](2)将布片置于反应池网板下方，使布片和网板紧贴，并在反应池网板上涂蜡；接着，将布片与反应池网板一起在80-90°C下加热数秒，过后将布片从反应池网板上取下并冷却至室温，该布片即为反应池芯片；
[0015](3)将电极网板放置于反应池芯片上方，使电极网板上电极图案的中心与芯片上反应池的中心对齐，并使反应池芯片和电极网板紧贴，然后在电极网板上面网印导电碳浆，接着将布芯片与电极网板分开，室温下晾干电极，使电极电阻趋于稳定，制得三碳电极电致化学发光布基微流控芯片；
[0016]所述绘图软件为Adobe Illustrator CS5 ；
[0017]所采用的布片为全棉布。
[0018]由上述方法制得的三碳电极电致化学发光布基微流控芯片可用于检测三丙胺(TPA)、H2O2或葡萄糖；
[0019]检测过程包括以下步骤:
[0020](I)把芯片固定到支架上，并将支架放进暗箱中，芯片反应池中工作电极对准CCD配置的宏观镜头，调节CCD相关参数，使成像最清晰；
[0021](2)往芯片反应池中加入检测工作液，等待3?5秒钟，启动CXD自动成像功能以采集电致化学发光图像，紧接着启动恒电位仪触发电致化学发光；改变检测物浓度，记录不同浓度下发光成像数据；
[0022](3)通过 Matlab R2012a(Mathfforks company, USA)和 Origin 7.0(MicrocalSoftware Inc., Newark, USA)软件对成像数据作分析处理；
[0023]上述步骤中，对于不同的检测物其检测工作液是不同的:
[0024]对于TPA，其检测工作液由8mM三联吡啶钌溶液(pH值7.4的PBS溶液配制)和TPA溶液(溶剂是pH值为7.4的PBS溶液)等体积混合而成；检测过程中，三联吡啶钌浓度保持不变，只改变TPA浓度；另外，循环伏安法设置扫描电位为OV到1.2V到0V，扫描速率为 50mV/so
[0025]对于H2O2,检测工作液由5mM鲁米诺溶液(溶剂是0.1M NaOH溶液)与H2O2溶液(溶剂是0.1M NaOH溶液)等体积混合而成；检测过程中，鲁米诺浓度保持不变，只改变H2O2浓度；另外，循环伏安法设置扫描电位为-0.5V到IV到-0.5V，扫描速率为100mV/S。
[0026]对于葡萄糖，检测工作液由5mM鲁米诺溶液(溶剂是0.1M NaOH溶液)与葡萄糖溶液(溶剂为PH值7.4的PBS溶液或pH值6.0的人工尿)等体积混合而成；当芯片用于检测葡萄糖时，其工作电极首先要预固定葡萄糖氧化酶，接着再往反应池中加入检测工作液；检测过程中，鲁米诺浓度保持不变，只改变葡萄糖浓度；循环伏安法设置扫描电位为-0.5V到IV到-0.5V，扫描速率为100mV/s ；
[0027]人工尿的配制方法是:2.427g尿素，0.034g尿酸，0.090g肌酸酐，0.297g柠檬酸钠二水合物，0.634g氯化钠，0.450g氯化钾，0.161g氯化铵，0.089g氯化钙二水合物，0.1OOg七水硫酸镁，0.034g碳酸氢钠，0.003g草酸钠，0.258g硫酸钠，0.1OOg磷酸二氢钠一水合物和0.0llg磷酸氢二钠先溶解于一定体积的去离子水中，接着用去离子水定容于200mL，最后用IM的HCl调pH值至6.0 ；
[0028]芯片工作电极上预固定葡萄糖氧化酶的过程是:首先用pH值6.8的PBS溶液配制活力单位为lunits/ μ L葡萄糖氧化酶溶液；接着将3 μ L酶溶液滴加到工作电极正中心，数秒后即完成预固定工作。
[0029]所述的CCD是指便携式CCD数字成像设备，是广州市明美科技有限公司产品，型号为 MC15 ；
[0030]所述的恒电位仪为上海辰华仪器有限公司产品，型号为CHI 1242Β。
[0031]本