[发明专利]一种微阵列荧光传感芯片及其应用

说明书

本发明公开了一种微阵列荧光传感芯片及其应用，所述芯片包括阵列载体和分别固定在所述阵列载体上的6种荧光染料，所述阵列载体是聚苯乙烯微球在等离子玻璃表面自组装形成的光子晶体结构，所述荧光染料为NR、TDS、DR、Rh6G、NED和Np。本发明首次将光子晶体应用于白酒检测，通过结合光子晶体的荧光放大特性和染料的广谱识别能力构建固态阵列应用于不同白酒的检测识别。该方法对白酒具有良好的识别能力，为白酒检测提供了一种准确、灵敏、快速的新方法。

技术领域

本发明涉及纳米技术及食品检测技术领域，尤其涉及一种微阵列荧光传感芯片及其应用。

背景技术

白酒大部分由乙醇和水组成，微量组分仅占2％。由于白酒酿造微生物的多样性，在各种微生物的共同作用下，白酒中的这些风味成分众多，浓度都较低，从ng/L到mg/L不等，同时在各种白酒中的含量和比例不同，从而构成了各种白酒的不同香型和风格。目前，已有一些常规方法用于不同品类和产地白酒的区别，如质谱技术和光谱技术；虽然光谱技术是一种简单、快速、无损的方法，但其灵敏度相对较低，容易在具有相似光谱区域的组分间产生干扰。而质谱技术成本高，操作较为复杂，很难在现场中实现实时检测。因此，开发一种简便、快速且有效的对不同白酒鉴别的方法对于白酒质量监控和真伪评价分析具有重要意义。

光子晶体是指具有光子带隙特性的人造周期性电介质结构的物质，主要由高度有序的介电材料(如聚苯乙烯微球、SiO₂微球、TiO₂微球、金属有机框架)组成。光子晶体特殊的周期性结构，使其对特定波长或波段的光子具有禁阻作用，形成的光子带称为光子禁带。光子禁带使光子晶体具有调控光传播的能力，由于禁阻作用，光子晶体中光子传播速度在禁带边缘被显著减慢，光传播有效路径增加。基于光子晶体禁带易调控的优势，已经有很多关于光子晶体检测pH、温度、金属离子、同系物、有机溶剂和氨基酸等的报道。如发明专利201910053552.1公开了一种光子晶体荧光增强检测痕量有机胺类化合物的方法，技术方案为：通过利用构建出的能够将其内部荧光探针信号大幅度增强的光子晶体功能体系，进而通过荧光强度变化实现对痕量胺类化合物的高灵敏识别检测。发明专利201811133925.8公开了一种使用一维光子晶体传感器检测有机溶剂的方法，将蚕丝蛋白与壳聚糖，采用旋涂的方法制备一维光子晶体薄膜传感器，当传感器接触到环境中不同的有机溶剂蒸汽时便会显示出不同的颜色，从而达到快速检测的目的。发明专利201811485938.1公开了一种光子晶体传感器及其利用传感器快速检测果蔬中农药残留的方法。传感器通过垂直沉积法自组装获得以SiO₂微球作为基元的模板，模板表面涂覆含有待测农药的分子印迹预聚液，而后水浴中进行聚合反应，反应后浸泡在氢氟酸中使模板中的SiO₂脱离，而后洗脱即得光子晶体传感器。但至今还没有采用光子晶体应用于白酒检测的相关报道。

发明内容

针对上述现有检测技术的不足，本发明的目的在于提供一种微阵列荧光传感芯片及其应用，解决现有的检测方法存在成本高，操作繁琐以及敏感性较低，导致准确率不高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种微阵列荧光传感芯片，包括阵列载体和分别固定在所述阵列载体上的6种荧光染料，所述阵列载体是聚苯乙烯微球在等离子玻璃表面自组装形成的光子晶体，所述荧光染料为所述荧光染料为尼罗红(NR)、四氯四碘荧光素二钠盐(TDS)、玫瑰红银试剂(DR)、罗丹明6G(Rh6G)、N-(1-萘基)-乙二胺(NED)和1-萘酚(Np)。优选的，所述微阵列荧光传感芯片在氮气气氛下储存0～10d。

作为优选的，所述阵列载体采用以下步骤制得：

1)聚苯乙烯微球的合成：将丙烯酸和苯乙烯融于超纯水中，氮气冒泡5～20min，并在氮气条件下搅拌，将溶液缓慢加热至70℃后，迅速加入过硫酸铵得到反应液，充分搅拌，反应结束后，将反应溶液冷却到室温，然后去除补体成分，即得聚苯乙烯微球；