[发明专利]一种快速检测血钾的微流控纸芯片制备及检测方法

说明书

本发明提供了一种快速检测血钾的微流控纸芯片制备及检测方法，该方法通过在滤纸片上形成具有微型凹槽结构的三维微流控纸芯片，然后将经过预聚液浸润后纤维素粉填入到三维微流控纸芯片的凹槽中并粘贴一层油光纸，并为快速检测，直接将微流控纸芯片放置在感应器上，通过滤波器调整入射光源，并经过散射、折射后光线穿过微流控纸芯片上的凹槽，根据微流控纸芯片中钾含量的不同，感应器接收到不同的信号，信号依次经过光电转换器、信号放大器，并经过模拟信号转化成数字信号的A/D转换器输出到LCD显示屏幕中，即可快速判断血清钾离子浓度完成血钾检测，为病员的现场救援争取宝贵时间、挽救病员生命、以便更有效更准确的诊断用药提供有力支撑。

技术领域

本发明涉及血钾检测技术领域，特别是一种快速检测血钾的微流控纸芯片制备及检测方法。

背景技术

钾是机体内维持细胞生理活动的重要的金属离子，体内的钾离子经常不断地在细胞内与体液之间相互交换，参与保持机体的正常渗透和酸碱平衡，参与糖及蛋白质的代谢，保证神经肌肉的正常功能。在野战条件和空中医疗应激救援情况下，环境因素多变、复杂，条件简陋，对野外和空中医疗救护造成了很大困难，而血钾的快速判断，对于快速判断伤员病情、挽救伤员生命、有针对性地进行医疗救护至关重要。目前干化学检测法，采用多层薄膜的固相试剂技术，只要把液体样品直接加到已固化于特殊结构的试剂载体，即干式化的试剂(以样品中的水为溶剂)的干化学检测法，是不依赖于密闭式实验室、应对现场快速检测的最有效手段之一。

目前，血钾的测定方法临床上多采用离子选择电极法(ISE)法、酶法和干化学法进行测定；临床检验科常用的钾钠氯分析仪无法实现野外现场检测的需求，主要存在以下问题：1)仪器体积巨大，功耗大、使用条件有限；2)检验试剂用完需要人工添加；3)需要专业检验人员进行操作；4)使用一段时间后，需要复杂的质控过程进行校准。傅灵媛等研制了一种干试剂法检测血清钾离子，其关键试剂为蛋白水解酶，该酶可特异的与钾离子进行反应，但酶法存在试剂成本昂贵、干扰因素多可有假性增高情况等限制因素。由于是生物试剂，保持温度必须保持低温，并且环境保持干燥，极大地限制了该方法的应用；而ISE法虽然准确性好，精密度高，但其电极损耗大，故障率高需定期更换。

纸芯片微流控或微流控纸基分析设备简称纸芯片，是微流控芯片中的最新发展领域。纸芯片是以纸代替传统的玻璃、石英、高聚物等材料，在纸的表面加工出具有一定结构的微流体通道的微型分析器件，结合了微流控技术和纸的优点由于具有成本低、便携化、后处理简单和无污染等优点，在临床诊断、食品质量控制和环境监测等领域具有广阔的应用前景。能够耐受有机试剂和表面活性剂的纸芯片具有很多优势，不仅能够用于水体系中的传感分析，而且能够进行涉及有机溶剂和表面活性剂的分析检测。与传统的微流控芯片相比，纸芯片具有以下优势：1、纸来源丰富，可进行批量生产；2、不需要外接泵，纸的主要成分是纤维素，流体在纸上通过毛细作用流动；3、试样消耗量更低；4、检测背景低，有利于光度法检测；5、生物兼容性好，可通过化学修饰改变纸的性质；6、一次性便携式分析，操作简单，甚至不需要专业的操作人员。

通过不断提高和优化，纸芯片很容易实现规模化量产，这种装置成本低，样品消耗量少，携带方便，能使检测更简便、快速、经济、实用。其用途广泛，可用于临床检验领域的实时现场检测，有良好的发展前景。

从上述材料可知，微流控芯片具有非常良好的应用前景，尤其是面对当前对伤员(休克、出血、感染、多器官衰竭等重伤比例相应的增加)的救治保障需要，亟需设计一种能快速检测血钾的微流控纸芯片，满足野战环境下急救设备便携、机动的需求，以及设计一套相应的快速检测方法，通过将与血液钾离子反应后的纸芯片直接插入到检测仪器中进行读数，即可快速判断血钾浓度，为病员的现场救援争取宝贵时间、挽救病员生命，以便更有效、更准确地为诊断用药提供有力支撑。因此，设计一种具有上述功能的微流控纸芯片，以及给出相应的检测方法就具有非常实际的研究意义。

发明内容