用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片及检测装置

本发明属于肌酐/尿酸检测领域，涉及一种葡萄糖光电化学传感器及其制备方法。

背景技术：

1、慢性肾病目前在医学上还没有根治的方法，慢性肾病患者要维持自身的肌酐、尿酸、蛋白质、胆红素等多种内分泌物质的正常水平只能通过服药来确保身体器官的健康和机能的正常运作。慢性轻微肾炎患者需要特别注意，肾炎患者极易发展成肾衰竭甚至是尿毒症。而肾病的最主要的特征指标就是肌酐、尿酸含量与尿蛋白含量，因此，针对慢性肾病人日常的肌酐、尿酸监测十分有必要和有意义的。

2、目前为止，已经有大量的医学研究显示，在慢性肾脏疾病的病人中，血液中的肌酐、尿酸浓度和尿液中的肌酐、尿酸含量是成正比的关系，因此我们可以认定如果在尿液中发现了尿肌酐、尿酸含量超标，则说明人体的肾脏很大可能出现了一些问题。

3、但对于慢性肾脏疾病的病人而言，隔三差五的去医院抽血化验显得不是那么方便，再加上频繁的针刺采血，对病人的身心也会造成一种极大的创伤。

4、现有尿肌酐、尿酸检测方法，大部分使用滴定法、气相色谱法、高效液相法以及电化学分析法。然而，滴定法操作简单，但是误差大；气相色谱法和高效液相法灵敏度高，但是分析时间长、设备昂贵；电化学分析法方便便携，但是易受其他物质干扰。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种可解决上述问题的成本低，便捷的用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片及装置。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方法是：本发明公开了一种用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片，包括纸基芯片及设置在所述纸基芯片上的肌酐检测点及尿酸检测点；

3、将谷胱甘肽包裹的碲化镉量子点与尿肌酐水解酶混合后附着在所述肌酐检测点内，并构建三维多孔气凝胶；

4、将谷胱甘肽包裹的碲化镉量子点与尿酸水解酶混合后附着在所述尿酸检测点内，并构建三维多孔气凝胶。

5、进一步的，所述谷胱甘肽包裹的碲化镉量子点的制备方法，包括如下步骤：

6、s1.取烧杯清洁并干燥后,加入55ml的超纯水；

7、s2.称取102.8mgcdcl2.2.5h2o和184.4mg l-gsh并将其添加到烧杯中；

8、s3.使用ph计检测烧杯中混合溶液的ph值，同时使用磁力搅拌器连续搅拌该溶液；往烧杯中滴加0.5m naoh溶液直到溶液的ph变为10.5；

9、s4.持续搅拌溶液，同时在烧杯中混合溶液中分别加入22.2mg na2teo3和3.8mgnabh4，搅拌30分钟；

10、s5.搅拌完成后，将溶液倒入微波合成仪专用容器中，设置反应时间为40min，反应温度为110℃；仪器加热完毕停机后，从专用容器中将量子点溶液取出。

11、进一步的，所述构建三维多孔气凝胶，包括将去除多余谷胱甘肽稳定剂的量子点自组装形成水凝胶，随后将所述水凝胶在-20℃下冷冻，随后利用冷冻干燥机将冷冻的水分子直接升华为水蒸气，形成了所述三维多孔气凝胶结构。

12、本发明还公开了一种用于肌酐及尿酸检测的检测装置，包括用于拍摄用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片检测点的相机、光源及上述用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片。

13、进一步的，所述光源设置在所述微流控芯片正上方，所述相机设置在所述光源正上方。

14、进一步的，所述光源设置在所述微流控芯片正上方120mm处。

15、进一步的，所述光源提供350-380nm紫外灯照射。

16、进一步的，所述相机镜头中设置有500nm截止波长的滤波片。

17、有益效果：

18、1.本发明基于肌酐和肌酐水解酶反应产生的h2o2以及尿酸与尿酸酶反应产生h2o2会快速淬灭气凝胶的荧光，通过检测荧光强度实现了尿肌酐与尿酸的灵敏检测。由于传感器采用纸基纤维材料作为基底，并引入量子点纳米材料作为敏感单元来构建三维气凝胶结构，具有大的比表面积等特点，为生物酶的吸附提供了更多的活性位点，从而提高了生物酶的吸附量；同时，由于构成气凝胶的量子点表面存在大量的谷胱甘肽，具有良好的生物相容性，有利于酶活性的保持，从而提高了检测的灵敏度和稳定性。

19、2.发明的实现了多通道检测的气凝胶纸基传感芯片的设计与便携式检测仪器的搭建。在最优检测条件下，对不同浓度的尿肌酐/尿酸的检测，得到了尿肌酐浓度与变化率的关系，建立了相应的检测模型，实现了对尿肌酐与尿酸的高灵敏度定量检测。

20、3.采用操作简单、成本低的微波辅助快速合成。将合成时间缩短至几十分钟甚至几分钟。

技术特征：

1.一种用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片，其特征在于：包括纸基芯片及设置在所述纸基芯片上的肌酐检测点及尿酸检测点；

2.根据权利要求1所述的用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片，其特征在于：所述谷胱甘肽包裹的碲化镉量子点的制备方法，包括如下步骤：

3.根据权利要求1所述的用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片，其特征在于：所述构建三维多孔气凝胶，包括将去除多余谷胱甘肽稳定剂的量子点自组装形成水凝胶，随后将所述水凝胶在-20℃下冷冻，随后利用冷冻干燥机将冷冻的水分子直接升华为水蒸气，形成了所述三维多孔气凝胶结构。

4.一种用于肌酐及尿酸检测的检测装置，其特征在于：包括用于拍摄用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片检测点的相机(1)、光源(2)及权利要求1-3中任一所述的用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片。

5.根据权利要求4所述的用于肌酐及尿酸检测的检测装置，其特征在于：所述光源(2)设置在所述微流控芯片正上方，所述相机(1)设置在所述光源(2)正上方。

6.根据权利要求5所述的用于肌酐及尿酸检测的检测装置，其特征在于：所述光源设置在所述微流控芯片正上方(2)120mm处。

7.根据权利要求4所述的用于肌酐及尿酸检测的检测装置，其特征在于：所述光源(2)提供350-380nm紫外灯照射。

8.根据权利要求4所述的用于肌酐及尿酸检测的检测装置，其特征在于：所述相机(1)镜头中设置有500nm截止波长的滤波片。

技术总结
本发明公开了一种用于肌酐及尿酸检测的多通道微流控芯片及装置，本发明基于肌酐和肌酐水解酶反应产生的H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;以及尿酸与尿酸酶反应产生H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;会快速淬灭气凝胶的荧光，通过检测荧光强度实现了尿肌酐与尿酸的灵敏检测。由于传感器采用纸基纤维材料作为基底，并引入量子点纳米材料作为敏感单元来构建三维气凝胶结构，具有大的比表面积等特点，为生物酶的吸附提供了更多的活性位点，从而提高了生物酶的吸附量；同时，由于构成气凝胶的量子点表面存在大量的谷胱甘肽，具有良好的生物相容性，有利于酶活性的保持，从而提高了检测的灵敏度和稳定性。

技术研发人员：孙萌,胡涛,李晓,倪中华
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15