[发明专利]一种电化学发光纸芯片的制备及其在硫化氢检测中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及低成本、简单、便携式的硫化氢分析检测技术领域，更具体的说是一种电化学发光中空通道纸芯片分析器件的构建。

背景技术

随着经济文化的快速发展，人民生活水平得到明显提高，人们对自身健康问题投入的经费也越来越高。癌症，作为五大绝症之一，直接威胁着人类健康，因此，癌症的早期诊断和治疗成为当今科研工作者的重要研究课题之一。目前，癌症临床诊断的途径主要有两种，一种是通过医院的大型仪器设备进行初步诊断，这种方法准确度高，但是费时，费力且费用昂贵；另一种便是通过简单的小型掌上设备，实现现场快速分析诊断。

微流控纸芯片实验室，将样品的制备、分离、检测集成为一体，具有操作简单，携带方便，响应快速的特点，得到了广大科研工作者的认可。目前，微流控纸芯片实验室主要是靠纸纤维的毛细管拉力推动液体的流动，但是样品在这种通道内流动缓慢，耗时长，且样品挥发严重。为了解决这个问题，具有中空通道的微流控纸芯片实验室应运而生。中空通道使得样品在通道内流动快速，增加了样品的储备量，减少了样品的挥发，提高了检测的灵敏度及准确度。但是由于纸纤维导电性不佳，微流控纸芯片实验室响应信号较差，限制了它的进一步应用。

贵金属纳米粒子和石墨烯的复合纳米材料，因其比表面积大、生物相容性及导电性好，催化性能高等优点备受科研工作者的关注。生长有这种复合纳米粒子的纸芯片，提高了纸纤维的导电性，增加了纸纤维的比表面积，因而广泛应用于各种类型的生物传感器中。

H₂S，是一种具有臭鸡蛋气味的有毒气体，在血清中的含量为10-100微摩尔每升。它是继NO和CO后第三种内生气体信号分子，与很多的病理过程息息相关。因此，发展及研制H₂S超灵敏、高选择性的检测技术成为科研工作者奋斗的目标。目前，H₂S的检测技术，主要包括以下几种：比色、气相色谱及荧光光谱的方法。这些检测方法灵敏度高，线性范围宽，但是不适合于临床在线检测。因此，寻找一种能够对H₂S进行定量分析、操作简单、携带方便、响应灵敏的微流控纸芯片成为当前该研究领域急需解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种生长有贵金属纳米粒子的合金和石墨烯复合纳米材料的中空通道微流控纸芯片，通过电化学发光的方法，实现癌细胞内H₂S的快速、灵敏检测。

为了解决上述技术问题，本发明是通过构建一种新型的中空通道电化学发光纸芯片来实现的，该中空通道电化学发光纸芯片的制备方法为：

（1）在计算机上设计中空通道纸芯片的疏水蜡打印图案（附图1）；

（2）通过蜡打印机将步骤（1）中设计的纸芯片打印上疏水图案；

（3）将步骤（2）中得到的纸芯片于60-150 ºC下加热1-2分钟，使蜡融化，形成疏水层；

（4）将步骤（3）中得到的纸芯片放于激光切割机上，将中间纸芯片上亲水区域切掉，形成样品液体流动的中空通道；

（5）在计算机上设计与步骤（1）中设定的疏水蜡打印图案相互匹配的三电极，包括工作电极，参比电极以及对电极；

（6）采用丝网印刷技术，将步骤（4）所制备的纸芯片上印上三电极（附图2）；

（7）在工作电极上生长三维石墨烯和Au@Pd合金纳米粒子（3D-GN-Au@Pd-PWE），实现工作电极的功能化；

（8）将石墨烯量子点（GQDs），适配体链及癌细胞固定在亲水区域，随后用牛血清白蛋白（BSA）封锁活性位点；

（9）在步骤（8）所得的纸芯片前处理区埋伏上储备液；

（10）将步骤（9）所得的纸芯片折叠（附图3），滴加电解质溶液，并将纸芯片与电化学工作站相连，准备样品的测定。

本发明所设计中空通道纸芯片的疏水蜡打印图案所用的软件为Adobe illustrator CS4，蜡打印图案包括三个颜色区域，白色区域，灰色区域和黑色区域，白色区域四分色所占比例均为0%；灰色区域四分色所占比例依次为：蓝绿色0%，洋红色0%，黄色50-60%，黑色0%；黑色区域四分色所占比例依次为：蓝绿色0%，洋红色0%，黄色0%，黑色100%。