本发明涉及临床检验技术领域，涉及一种纸芯片，尤其涉及一种快速检测的纸芯片。
背景技术：
微流控纸芯片是一种新兴的微流控分析技术平台，具有成本低、制作简易、携带方便等优点，在临床诊断、食品质量控制和环境监测等应用领域具有很大的应用前景。传统方法的制作的纸芯片不能抵抗无水乙醇，丙酮和异丙醇等有机溶剂，因此限制了纸芯片的检测应用。
目前国内外的检测血液样本中生化指标的含量包括液体检测法和干化学试纸检测法。干化学试纸具有使用简单，操作方便，快速出结果的特点。干化学试纸通常将带有反应试剂的载体相互叠加在一起，液体样本从顶层流经各反应层，最终由底部颜色的变化来进行检测结果的分析。现有的垂直向干化学试纸技术，通常包含多层结构，如反应层，样本分离层，玻纤层和网各层，由于个体的差异，指尖采血的样本收集量比较难控制，反应试剂载体对液体的吸收有一定的饱和度，且颜色改变对应的检测时间有严格要求，没办法计时处理多余的血样，这些多余的血样会影响光学检测的结果。
因此，研发一种检测血液样品中化学及免疫指标含量的干化学纸芯片，克服传统微流控纸芯片微通道的缺陷，在抵抗高浓度的表面活性剂溶液及有机溶液方面有明显优势，对提升检测结果的稳定和准确性具有重要的意义。
技术实现要素：
针对现有技术的不足及实际的需求，本发明提供一种纸芯片，尤其涉及一种快速检测的纸芯片，所述纸芯片选用双疏水区域，并分隔前处理过程和检测过程，通过优化整体结构，最终提高了检测结果的稳定和准确性，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种纸芯片，尤其涉及一种快速检测的纸芯片，所述纸芯片包括基材1、上盖板9、滤血膜13和下盖板14，所述上盖板9、滤血膜13和下盖板14自上而下垂直排列，所述基材1粘附在上盖板9和下盖板14中间；
其中，所述基材1上包含疏水边界2、疏水疏油边界3和中间亲水区域三部分，疏水边界2将疏水疏油边界3和中间亲水区域分隔，由中间亲水区域为起点，依次向外侧扩展为疏水边界2，然后为疏水疏油区域3，这三个区域的设计采用微流控纸芯片的设计方法；
所述中间亲水区域包含预处理区域4、微通道5、检测区域6、微通道7和吸水区8；
所述上盖板9包含通孔10、微通道11和通孔12三部分，通孔10和微通道11相互隔开不连续，通孔12和微通道11相连接。
本发明中，发明人提供的纸芯片选用双疏水区域的方式，克服了传统的微流控纸芯片的缺陷，在抵抗高浓度的表面活性剂溶液及有机溶液方面具有优势，广泛地适用于常规化学及免疫指标体系；通过设定侧向的预处理区域4和检测区域6，将前处理过程和检测过程进行分隔，可以更有效的将前处理过程和检测过程分隔，减少了在检测过程中预处理域对于检测区的底色干扰，保证了检测结果的稳定、准确；通过设计特定尺寸的流体通道5和7，减少了样品在不同区域间的转移损耗，与常规的纸芯片相比，检测所需的血样量更少(小于5μl)，更少的样本量提升了检测效率，因此检测过程所需的时间会减少；通过设计特定尺寸的吸水区域8，通孔10和通孔12，当加入过量的样本时，多余的样本被储存和吸收，多余的样本不会造成仪器的污染或接触到测试者。
优选地，所述上盖板9为表面平整透光的塑料平板，厚度为1mm-5mm，例如可以是1mm、2mm、3mm、4mm或5mm，外形尺寸与基材1一致，即长宽一致，放置时相互重叠，以便实现检测。
优选地，所述下盖板14底面为平整的不透光塑料平板，厚度为1mm-5mm，例如可以是1mm、2mm、3mm、4mm或5mm，外形尺寸与上盖板9一致，即长宽一致，放置时相互重叠，以便实现检测。
优选地，所述通孔10与基材1的预处理区域4对应，直径范围为2mm-3mm，例如可以是2mm、2.5mm或3mm。
优选地，所述通孔12与基材1的吸水区域8相对应，在吸水区域8的正上方，直径范围为1mm-2mm，例如可以是1mm、1.5mm或2mm。
优选地，所述微通道11在上盖板9与基材1接触面上，位于通道5和通道7的正上方，宽度范围500μm-1000μm，例如可以是500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm，深度范围500μm-1000μm，例如可以是500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm，微通道11的起点为通孔12的进液方向边缘，终点为距离通孔10出液方向边缘2mm-3mm处，例如可以是2mm、2.5mm或3mm。
优选地，所述滤血膜13在基材1和上盖板开孔10之间，为了便于样本血液中血清与血细胞的分离。
优选地，所述疏水边界2接触角为100°-130°，例如可以是100°、105°、110°、115°、120°、125°或130°，疏水疏油边界3的接触角为150°-170°，例如可以是150°、155°、160°、165°或170°。
优选地，所述滤血膜13包括cobetterpes膜、whatmanmf1膜、lf1膜、vf1膜、vf2膜或fusion5膜中的任意一种或至少两种的组合，本发明对此不做特殊限定，能实现滤血膜功能即可。
优选地，所述基材1的材质包括滤纸、硝酸纤维素膜、玻璃纤维、书写用纸、牛皮纸，无纺布，聚酯膜或尼龙膜中的任意一种或至少两种的组合，本发明对此不做特殊限定，能实现基材1的基本功能即可。
优选地，所述疏水边界2的材质包括烷基烯酮二聚体、石蜡、聚二甲氧基硅氧烷或十八烷基硅氧中的任意一种或至少两种的组合，本发明对此不做特殊限定，能实现疏水边界2的基本功能即可。
优选地，疏水疏油边界3的材质包括uv光固化胶、三防整理剂或含氟双疏整理剂中的任意一种或至少两种的组合，本发明对此不做特殊限定，能实现疏水疏油边界3的基本功能即可；所述uv光固化胶、三防整理剂或含氟双疏整理剂可以通过水，乙醇，丙酮，环己烷，正庚烷等溶剂按照0.01％-10％的浓度进行配比。
优选地，所述上盖板9与下盖板14的材质包括pmma、pdms、pc、ps、pet、pe、聚丙烯或环烯烃共聚物中的任意一种或至少两种的组合，本发明对此不做特殊限定，能实现上盖板和下盖板的基本功能即可。
第二方面，本发明提供一种制备第一方面所述的纸芯片基材1的方法，具体包括：疏水边界制作，一次加热，疏水疏油边界制作，二次加热。
优选地，所述基材1的疏水边界的制作方式包括：光刻、等离子处理、切纸法、喷蜡打印法、喷墨打印法、蜡印、丝网印刷、紫外刻或激光刻蚀中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述基材1的疏水疏油边界制作方式包括：喷墨打印法、丝网印刷或自动点样中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述基材1的一次加热的温度为120-160℃，例如可以是120℃、130℃、140℃、150℃或160℃，时间为5-20s，例如可以是5s、6s、7s、10s、12s、14s、16s、18s或20s。
其中，所述一次加热的仪器包括：加热板或真空干燥箱，且在加热过程中尽量减少基材表面的空气对流。
优选地，所述基材1的二次加热的温度为110-170℃，例如可以是110℃、120℃、130℃、150℃、160℃或170℃，时间为3-10min，例如可以是3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min。
其中，所述二次加热的仪器包括：加热板、加热炉、干燥箱和真空干燥箱等。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的纸芯片用于检测血液样本的生化及免疫指标的用途。
优选地，所述纸芯片的检测样本包括：血清、血浆或全血中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述检测装置的生化及免疫指标包括尿蛋白(upro)、酸性磷酸酶(acp)、白蛋白(alb)、乙醇(alc)、碱性磷酸酶(alkp)、谷丙转氨酶(alt)、血氨(amon)、淀粉酶(amyl)、谷草转氨酶(ast)、非结合/结合胆红素(bubc)、尿素氮(bun)、钙(ca)、卡马西平(crbm)、胆碱酯酶(che)、胆固醇/高密度脂蛋白(chol/hdl)、肌酸激酶(ck)、肌酸激酶同工酶(ckmb)、氯(cl)、肌苷(crea)、c-反应蛋白(crp)、地高辛(dgxn)、二氧化碳(eco2)、铁/总铁结合力(fe/tibc)、γ-谷氨酰转酞酶(ggt)、葡萄糖(glu)、钾(k+)、乳酸(lac)、乳酸脱氢酶(ldh)、脂肪酶(lipa)、锂(li)、镁(mg)、钠(na+)、苯巴比妥(phbr)、苯妥英钠(phyt)、磷(phos)、脑脊液蛋白(prot)、水杨酸(sali)、茶碱(theo)、总胆红素(tbil)、总蛋白(tp)、甘油三脂(trig)、尿酸(uric)、抗核抗体(ana)、抗双链dna抗体(ds-dna)、抗ena抗体、抗心磷脂抗体(acl)、抗链球菌溶血素“o”(aso)、免疫球蛋白a(iga)、免疫球蛋白g(igg)、免疫球蛋白m(igm)、免疫球蛋白e(ige)、前白蛋白(pab)、铜蓝蛋白(cer)、补体4(c4)、总补体(ch50)、β2微球蛋白(b2m或β2mg)、癌胚抗原(cea)、甲种胎儿球蛋白(afp)、肿瘤抗原125(ca125)、肿瘤糖类抗原199(ca199)、肿瘤糖类抗原153(ca15)、肿瘤糖类蛋白72-4(ca-72-4)、细胞角质素片段19(cyfra21-1)、铁蛋白(fer)、绒毛膜促性腺激素β亚基、神经元特异性烯醇化酶(nse)、鳞状上皮细胞癌相关抗原(scc)、游离前列腺特异性抗原(f-psa)、促甲状腺素(tsh)、三碘甲状腺原氨酸(t3)、甲状腺素(t4)、游离三碘甲状腺原氨酸(ft3)、游离甲状腺素(ft4)、甲状旁腺素(pth)、甲状腺过氧化物酶(anti-tpo)、甲状腺球蛋白(tg)、抗甲状腺球蛋白抗体(anti-tg)、甲肝抗体(hav-igm)、乙肝表面抗原(hbsag)、乙肝表面抗体(hbsab或ausab)、乙肝e抗原(hbeag)、乙肝e抗体(hbeab)、乙肝核心抗体(hbcab或core)、丁肝抗体(hdv)、戊肝抗体(hev-igm)、支原体抗体(mp-igm)、结核抗体快检(tb－ab)、丙肝抗体(hcv)、梅毒血清抗(tp-ab)或艾滋病抗体(hiv)中的任意一种或至少两种的组合。
本发明提供的装置不对检测仪器和检测项目进行限定，与检测仪器和检测项目的替换和改变无关，原则上能够实现血液样本中多种项目的检测。
工作过程简述如下:
首先在通孔10处滴加待测样本，然后样本在毛细作用下，依次经过滤血膜13，预处理区4，亲水通道5，检测区6，亲水通道7和吸水区8。相应的各个部分的作用分别为：通孔10用于样本的存放和提供数竖直方向的通路，使得样本能够流入滤血膜；滤血膜13用于血细胞和血清的分离；预处理区域4用于试剂的包埋，并对流经该区域的样本进行预处理，在毛细作用下该区域处理好的样本继续流入下个区域；在毛细作用下亲水通道5用于样本从预处理区域4到检测区域6的传输；检测区域(6)包埋有用于检测的试剂，该区域用于完成检测过程；在毛细作用下亲水通道7用于样本从检测区域6到吸水区域8的传输。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的纸芯片选用双疏水区域的方式，克服了传统的微流控纸芯片的缺陷，在抵抗高浓度的表面活性剂溶液及有机溶液方面具有优势，能够广泛地适用于常规化学及免疫指标体系；可以更有效的将前处理过程和检测过程分隔，减少了在检测过程中预处理域对于检测区的底色干扰，保证了检测结果的稳定、准确；减少了样品在不同区域间的转移损耗，与常规的纸芯片相比，检测所需的血样量更少(小于5μl)，提升了检测效率，因此检测过程所需的时间会减少；通过设计特定尺寸的吸水区域8，多余的样本不会造成仪器的污染或接触到测试者；本发明提供的纸芯片的基材的制备方法简单，纸芯片的检测步骤简洁高效，具有广阔的应用前景和巨大的市场价值。
附图说明
图1是本发明中所述的快速检测纸芯片基材结构设计示意图；
图2是本发明中所述的快速检测纸芯片整体结构示意图；
图3是本发明中所述的快速检测纸芯片基材制作工艺流程图；
图4是本发明中所述的快速检测纸芯片上、下盖板示意图；
图5是本发明中所述的快速检测纸芯片对不同浓度胆固醇的检测结果。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
实施例1基材的设计与制作
如图1所示，本发明所述的化学及免疫指标检测纸芯片基材的结构通过矢量绘图软件进行设计，具体的包括如下结构区域：疏水边界2和疏水疏油边界3，中间围成了特定形状的亲水区域，该亲水区域至少包括三个部分：预处理区域4，检测区域6和吸水区域8，对应的形状为中心呈对称安置或者呈正多边形，如等边三角形、正方形、正五边形、正六边形等，尺寸分别为预处理区域直径2-5mm，检测区域直径2-5mm，吸水区域边长2-7mm，本实施例选用的预处理区域直径5mm，检测区域直径5mm，吸水区域边长7mm，这三个区域分别由微通道5和微通道7进行连通，该通道对应的设计尺寸宽度为0.5-2mm，本实施例选用的宽度为2mm；整个化学及免疫指标检测纸芯片的设定血液样本检测需求量小于5μl，此外吸水区的大小和形状能够直接提升检测纸芯片对于样本的饱和吸附量和实现特定的反应计时方式的便捷性；
特别地，在进行检测纸芯片的设计时，疏水边界2和疏水疏油边界3的设计特点为：以中心亲水通道或反应区域为基准，在这些区域绘制短划线虚线，且虚线的间断处不超过10μm，线宽以不超过3磅为最佳并以此虚线为基准，再向外围扩展0.5-10mm的区域，然后绘制矩形边框，此边框为实线线型，线宽以不超过5磅为最佳；
在完成上述的纸芯片基材的设计之后，制作方式如图3所示，具体的需要按照一次制作(喷蜡打印)-一次加热(100-160℃，加热2-20s)-二次制作(喷墨打印或刷涂)-二次加热(100-160℃，加热60-600s)的工艺实现。具体的制作步骤如下：首先选用尺寸为210mm×297mm的定性中速滤纸为制作基材，选用喷蜡打印机进行第一次制作，然后将整个图形的线框轮廓印刷在滤纸表面，完成之后，选用温度分布均匀的加热平板进行加热，加热参数为110℃，加热10s，在完成加热之后，继续将改滤纸按照喷墨打印机的送纸方法提示送入机器，将3-5μl浓度为0.05％水溶液三防整理剂滴加在区域3中，待上述液体在区域3中扩散均匀之后，将该滤纸重新放在加热板上加热，加热参数为110℃，加热时间为120s。
纸芯片的预处理区域，检测区域和吸水区域的试剂包埋采用喷涂的方式。其中预处理区域所需试剂为：胆固醇脂酶，检测区域预埋试剂为胆固醇氧化酶，过氧化物酶，4-氨基安替吡啉，苯酚，吸水区域预埋试剂为蓝色染料。
为了便于用户操作和存放，纸芯片选用塑料材质作为外壳，外壳包括上下部分，结构如图4所示，分别为：上层底面平整的透光塑料平板，厚度为0.5-10mm，需要在预处理区域开孔，吸水区域开孔和纸芯片亲水通道区域对应的0.5-3mm的微槽的塑料平板，其中预处理区域开孔为尺寸直径小于10mm的圆形，吸水区域开孔为尺寸直径小于5mm的圆形，微槽在上层平板的底部，通道宽度为0.5mm-2mm的直线通道，且通道的起点为吸水区域所开孔，终点为距离预处理区域开孔边缘0.5-3mm处；下层为底面平整的不透光塑料平板，厚度为0.5-10mm，外形尺寸与上层平板一致。
实施例2纸芯片的组装
将基材1、上盖板9、滤血膜13和下盖板14按图1所示结构组装成纸芯片；
所述纸芯片包括基材1、上盖板9、滤血膜13和下盖板14，所述上盖板9、滤血膜13和下盖板14自上而下垂直排列，所述基材1粘附在上盖板9和下盖板14中间；
其中，所述基材1上包含疏水边界2、疏水疏油边界3和中间亲水区域三部分，疏水边界2将疏水疏油边界3和中间亲水区域分隔，由中间亲水区域为起点，依次向外侧扩展为疏水边界2，然后为疏水疏油区域3，这三个区域的设计采用微流控纸芯片的设计方法；
所述中间亲水区域包含预处理区域4、微通道5、检测区域6、微通道7和吸水区8；
所述上盖板9包含通孔10、微通道11和通孔12三部分，通孔10和微通道11相互隔开不连续，通孔12和微通道11相连接。
实施例3检测不同浓度的胆固醇
配制浓度为50mg/dl，100mg/dl，150mg/dl，200mg/dl，250mg/dl的全血溶液，分别取上述全血溶液5μl，添加到本发明实施例2所述的化学及免疫指标检测纸芯片进行测试分析；检测结果如图5所示；
由图5可知，表明本发明的快速检测纸芯片能够很好的实现血液中胆固醇的检测，检测结果稳定、准确。
本实施例以胆固醇检测为例，并不代表仅能完成胆固醇的检测。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。