摘要
随着科技的发展，人们生活水平提升，健康体测意识逐渐增强，越来越多的人注重身体的定期检查。然而现阶段，在疾病诊断、生化分析、环境检测等方面依赖昂贵且笨重的实验器材，对于经济不发达的地区来说，这是很难实现的，并且大型仪器需要专业人员操作，无法满足人们的便携式家庭化检测的需求。近年来，微流控纸芯片分析装置（MicrofluidicPaper-basedAnalyticalDevice，μPAD）作为新兴的分析平台，越来越受到研究者的关注。与传统的聚二甲基硅氧烷、玻璃等材料相比，μPAD具有简单易操作、便携、无毒易降解、生物相容性好等优点，并且可与多种检测方法联用成多样传感器，削弱了对仪器设备的依赖，在医疗、环境、食品安全等方面均有发展潜力和应用前景。众多方法构建的纸芯片传感器中，比色法是最常见的，其具有肉眼可观测的简单定性分析的特点，并可与智能手机或摄像机联用获取显色图像，通过软件测定显色强度进行定量分析。 本论文基于比色法μPAD，开发并构建了双层旋转微流控纸芯片设备。该设备是利用旋转阀控制芯片装置的孵育过程和洗涤/加样过程，将实验平台微型化，促进了μPAD即时检测发展的可能性。本论文的研究内容主要包括以下两个部分： 1．炎症因子标志物C反应蛋白和血清淀粉样蛋白A的测定。首先开发了便携且廉价的电动悠悠球作为离心装置，使用该离心装置从全血中离心获取血清。并构建了便携式的双层旋转纸芯片设备，为减少芯片层数的叠加，将每层芯片的形状设计成花型。双层纸芯片设备以铆钉为轴旋转，使检测盘和洗涤盘相对独立，可完成酶联免疫吸附法的多步孵育、多步洗涤过程。该设备以炎症因子C反应蛋白和血清淀粉样蛋白A为检测物，用智能手机获得图像，ImageJ软件分析显色强度，完成两种目标物的定量分析，最后通过检测医院实际样品验证了芯片设备的可行性。这种便携式小型离心机与纸芯片设备结合的方法能为资源有限的环境中的炎症生物标志物提供一个低成本的、快速的检测新平台。 2．尿液中多种目标物的检测。基于尿液中的生物标志物对疾病诊断具有特异性和高敏感性，我们对尿液中的多组分目标物进行检测。本研究设计并构建了旋转阀控制的双层纸芯片设备，流体可通过自身毛细作用力的驱动沿着通道从辅助盘流到检测盘中的检测区。该设备检测盘中的多个检测区均匀分布，保证辅助盘中的样品池到各检测区的距离相等。通过比色法可完成尿液中葡萄糖、白蛋白、亚硝酸盐、pH酸碱度以及血红蛋白等多种目标物的同时检测，并用加标法检测了健康志愿者的样本，验证此装置的有效性。由于此设备的分析速度快，该旋转阀控制的纸芯片分析设备在医疗诊断方面具有潜在的应用价值。
NETL