[发明专利]一种用于葡萄糖浓度检测的纸基微流控芯片及检测方法

说明书

本发明基于颜色带长度变化的可用于葡萄糖浓度检测的纸基微流控芯片。不同浓度的葡萄糖溶液在条状的梯度阵列与楔形通道所构成的润湿梯度的自驱动型纸基微流控芯片的检测流道内所形成的颜色带长度的不同这一性质，建立葡萄糖浓度和其在条状的梯度阵列与楔形通道所构成的润湿梯度的自驱动型纸基微流控芯片上流动的颜色带长度一一对应的标准库。在需要检测葡萄糖浓度时，用滴管吸取待检测的葡萄糖溶液。测量其在检测流道内所形成的颜色带长度，并将这一长度与建立的葡萄糖标准库中的颜色带长度进行对比。匹配出相同长度的葡萄糖浓度的颜色带长度。即可检测出待测葡萄糖溶液的浓度。该方法操作简单，便捷经济，且可以较准确的检测出葡萄糖溶液的浓度。

技术领域

本发明涉及一种用于葡萄糖浓度检测的纸基微流控芯片及检测方法。

背景技术

根据调查国内糖尿病发病率在过去30年内猛增，目前血糖不正常的人有2.64亿。葡萄糖是人体生命活动中不可缺少的物质，其含量是衡量新陈代谢能力和监控疾病病情状况的重要指标，尤其是对临床糖尿病的诊断中，血糖浓度的实时监测是控制患者病情的重要手段。目前，葡萄糖的测定方法主要有分光光度法、电化学法和高效液相色谱法等，但这些技术均存在分析速度较慢、成本较高、现场即时检测较难等一定的局限性。因此，建立快速简单、经济准确、现场即时监测的葡萄糖检测方法，可有效解决现有葡萄糖检测中的实际问题，对人体健康及疾病的预防、诊断和治疗监控有着重要意义和广阔的应用前景。

具有简单方便、易加工、低成本、微型化、便携化等独特优势的纸基微流控芯片能够做到糖尿病的前期预防，中期控制和后期治疗。本发明基于条状的梯度阵列与楔形通道所构成的润湿梯度的自驱动型纸基微流控芯片结合不同浓度葡萄糖流动的颜色带长度变化实现了其在葡萄糖浓度的微检测。根据不同浓度的葡萄糖溶液在检测流道内所形成的颜色带长度的不同，可直观地区分浓度的大小。另外，由于结合了楔形结构和表面能梯度，液滴在流道中将具有更大的驱动力，从而简化了外部压力系统等辅助设备，更易实现系统的微型化和便携化。

发明内容

针对现有存在的问题，本发明提出一种用于葡萄糖浓度检测的纸基微流控芯片及检测方法，该方法能根据颜色带长度变化的准确的检测出葡萄糖溶液的浓度，不需要依赖较多的设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于葡萄糖浓度检测的纸基微流控芯片，所述纸基微流控芯片是将下述基础芯片进行染色处理得到，所述基础芯片包括楔形流道，楔形流道的楔形角为4°；流道的方向为：从较窄的初始端到较宽的末端；所述楔形流道内部具有功能图案，所述功能图案沿流道方向分为多个分段区域；每个分段区域中的功能图案由若干个带状区域的亲水图案和若干个条状的疏水图案交替拼接而成；所述条状的疏水图案关于楔形流道的中间轴左右对称，每个分段区域的条状的疏水图案与楔形流道的中心轴线方向平行；从楔形流道的始端至末端，条状的疏水图案的宽度不变，相邻两个疏水图案之间的间距逐渐增大，条状疏水图案逐渐减少，从而亲水面积增大。所述楔形流道提供拉普拉压力；通过改变楔形流道内部的亲疏水面积分数，提供润湿梯度力。所述染色处理为：

将碘化钾溶液铺满在整个流道上，室温风干，将以1:1体积比混合的100U/mg的葡萄糖氧化酶和活性大于300unit/mg的辣根过氧化物酶的混合溶液铺满在整个流道上，室温风干。

进一步地，所述功能层图案结构分为10个分段。

进一步地，所述流道最外侧为疏水性条状图案结构，构成楔形通道，防止液滴扩散到流道外。

进一步地，所述基础芯片的制备方法：对一疏水的楔形基底进行光刻，构建亲水的图案。

一种基于颜色带长度变化的葡萄糖浓度检测方法，该方法基于权利要求1所述的芯片实现，该方法为：将待测的葡萄糖溶液滴在流道初始端，根据不同浓度的葡萄糖溶液在检测流道内所形成的颜色带长度的不同，可直观地区分浓度的大小。

本发明具有以下优点和有益效果：